WO2014203810A1 - 表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

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Definitions

  • the display control circuit performs a correction process for compensating the threshold voltage of the driving transistor on the video data.
  • the pixel has a capacitive element between the control terminal of the drive transistor and the first conduction terminal, and is used by applying the voltage of the data line to the first conduction terminal of the drive transistor.
  • the threshold voltage compensation of the driving transistor can be performed with high accuracy.
  • the eleventh aspect of the present invention in a display device having a monitor line separately from the data line, it is possible to detect a drive current flowing through the monitor line when a detection voltage is applied to the data line.
  • the transistor T3 is provided between the data line Si and the source terminal of the transistor T1.
  • the capacitor C1 is provided between the gate terminal and the source terminal of the transistor T1.
  • the gate terminals of the transistors T2 and T3 are connected to the scanning line Gj, and the gate terminal of the transistor T4 is connected to the light emission control line Ej.
  • the scanning signals G1 to Gq and the clock CLK2 are at a low level, and the light emission control signals E1 to Eq and the clock CLK1 are at a high level.
  • the transistors T2 and T3 are in the off state and the transistor T4 is in the on state, and the transistor T1 and the organic EL element L1 correspond to the voltage held in the capacitor C1.
  • Drive current flows.
  • the organic EL element L1 emits light with a luminance corresponding to the driving current at this time.
  • the light emission control signals E1 to Eq and the clock CLK1 change to low level. Accordingly, the transistors 21 to 23 are turned off, and the transistor T4 is turned off in the pixel circuit PX (i, 1: q).
  • the data line Si connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 20 is charged to the reference voltage Vref2 by a virtual short circuit.
  • the pixel circuit PX (i, 1: q) one end (lower terminal) of the capacitor C1 is supplied with the reference voltage Vref2 via the transistor T3, and the other end (upper terminal) of the capacitor C1. Is supplied with the high-level power supply voltage ELVDD through the transistor T2. Therefore, in the common selection period X1, the capacitor C1 in the pixel circuit PX (i, 1: q) is charged to the voltage Vgsa shown in the following equation (1).
  • Vgsa ELVDD ⁇ Vref2 (1)
  • the scanning signal G1 changes to a low level. Accordingly, the transistors T2 and T3 in the pixel circuit PX (i, 1) are turned off. After time t15, in the pixel circuit PX (i, 1), the voltage Vgs shown in Expression (10) is held in the capacitor C1. From time t15 to t16, the scanning signals G2 to Gq sequentially become high level. As a result, the corrected data voltages are sequentially written in the pixel circuits 11 arranged in the second to qth rows.
  • a second voltage (voltage Vgs shown in Expression (10)) corresponding to the video data V1 and the threshold voltage Vth of the drive transistor T1 is applied between the control terminal of the drive transistor T1 and the first conduction terminal.
  • the second voltage is based on a voltage Vc ⁇ (R1 + R2) / R2 obtained by amplifying the first voltage Vc.
  • the selection control signals SEL1 to SEL3 are at a high level.
  • the processing of the common selection period X1 (processing for q pixel circuits arranged in one column) in the organic EL display device 1 according to the first embodiment is 3q arranged in three columns. This is executed for each pixel circuit 11. Therefore, the capacitor 32 is charged to a voltage corresponding to the threshold voltage of the driving transistor in the 3q pixel circuits 11.
  • the operations of the pixel circuit PX (i, j) and the data line driving circuit 220 in the second program period B3 are the same as those in the first program period B1.
  • the operations of the pixel circuit PX (i, j) and the data line driving circuit 220 in the second measurement period B4 are the same as those in the first measurement period B2.
  • the second measurement voltage Vm (i, j, P2) is written to the pixel circuit PX (i, j)
  • the second drive current Im (i, j, P2) is measured, and second measurement data Im (i, j, P2) indicating the value is output.
  • the second LUT 206 converts the first gradation value P1 into first ideal characteristic data IO (P1) represented by the following equation (23), and the second gradation value P2 represents second ideal characteristic data represented by the following equation (24). Convert to IO (P2).
  • IO (P1) Iw ⁇ P1 2.2 (23)
  • IO (P2) Iw ⁇ P2 2.2 (24)
  • the first measurement data Im (i, j, P1) is used as a criterion for determining whether or not to update the threshold voltage correction data Vt (i, j), and the gain correction data B2R.
  • the second measurement data Im (i, j, P2) is used as a criterion for determining whether to update (i, j).
  • the drive current that has passed through the transistor T11 flows to the monitor line Mi.
  • the voltage output / current measurement circuit 223 measures the drive current flowing from the pixel circuit PX (i, j) to the monitor line Mi, and outputs first measurement data Im (i, j, P1) indicating the value.
  • the same process as in the first program period B1 is performed, and in the second measurement period B4, the same process as in the first measurement period B2 is performed.
  • the display control circuit 200 performs the correction process shown in FIG. 22 as in the fourth embodiment.
  • the pixel circuits 18a and 18b shown in FIGS. 30 and 31 are obtained by adding an n-channel transistor T4 to the pixel circuit.
  • the drain terminal of the transistor T4 is connected to the high-level power supply line
  • the source terminal of the transistor T4 is connected to the drain terminal of the transistor T1
  • the gate terminal of the transistor T4 is connected to the light emission control line Ej.
  • the drain terminal of the transistor T4 is connected to the source terminal of the transistor T1
  • the source terminal of the transistor T4 is connected to the anode terminal of the organic EL element L1
  • the gate terminal of the transistor T4 is connected to the light emission control line Ej.

Abstract

 本願発明は、駆動トランジスタの閾値電圧補償を高い精度で行うことを目的とする。 データ線駆動回路(120)の検出/補正出力回路(123)にオペアンプ(20)と電流検出トランジスタ(28)を含むトランスインピーダンス回路を設け、画素回路(11)内の駆動トランジスタ(T1)を通過した駆動電流を検出する。直列接続された抵抗素子(34、35)を用いて、オペアンプの出力電圧を増幅する。これにより、駆動トランジスタのゲインと電流検出トランジスタのゲインに差がある場合でも、両者の間に所定の関係を成立させて(両者を一致させて)、駆動トランジスタの閾値電圧補償を高い精度で行うことができる。また、非反転増幅回路を用いて、オペアンプの出力電圧を増幅してもよい。

Description

表示装置およびその駆動方法
 本発明は、表示装置に関し、より詳細には、有機EL(Electro Luminescence)素子などの電気光学素子を含む画素回路を備えた表示装置、および、その駆動方法に関する。
 薄型、高画質、低消費電力の表示装置として、有機EL表示装置が知られている。アクティブマトリクス型の有機EL表示装置は、それぞれが有機EL素子および駆動トランジスタを含み、2次元状に配置された複数の画素回路を備えている。有機EL素子は、駆動電流に応じて輝度が変化する自発光型の電気光学素子である。駆動トランジスタは、有機EL素子と直列に設けられ、ゲート-ソース間電圧に応じて有機EL素子に流れる駆動電流の量を制御する。
 一般に、画素回路内の駆動トランジスタには、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:以下、TFTと略称する)が使用される。具体的には、駆動トランジスタには、アモルファスシリコンTFT、低温ポリシリコンTFT、酸化物TFT(酸化物半導体TFTとも呼ばれる)などが使用される。酸化物TFTは、半導体層を酸化物半導体で形成したTFTである。酸化物TFTには、例えば、酸化インジウムガリウム亜鉛(In-Ga-Zn-O)が用いられる。
 一般に、トランジスタのゲインは移動度、チャネル幅、チャネル長、ゲート絶縁膜容量などによって決定され、トランジスタを流れる電流の量はゲート-ソース間電圧、ゲイン、閾値電圧などに応じて変化する。駆動トランジスタにTFTを使用した場合、閾値電圧、移動度、チャネル幅、チャネル長、ゲート絶縁膜容量などにばらつきが生じる。駆動トランジスタの特性にばらつきが生じると、有機EL素子に流れる駆動電流の量にばらつきが生じる。このため、画素の輝度にもばらつきが生じ、表示品位が低下する。
 そこで、駆動トランジスタの特性ばらつきを補償する有機EL表示装置が、従来から考案されている。特許文献1~4および非特許文献1には、閾値電圧補償だけを行う有機EL表示装置が記載されている。特許文献5~9には、閾値電圧補償とゲイン補償(移動度補償)の両方を行う有機EL表示装置が記載されている。
日本国特開2005-31630号公報 国際公開2008/108024号 日本国特開2011-242767号公報 米国特許第7619597号公報 日本国特開2005-284172号公報 日本国特開2007-233326号公報 日本国特開2007-310311号公報 日本国特開2009-199057号公報 日本国特開2009-258302号公報
Yeon Gon Mo et al., "Amorphous Oxide TFT Backplane for Large Size AMOLED TVs"Symposium Digest for 2010 Society for Information Display Symposium, pp.1037-1040, 2010
 有機EL表示装置において閾値電圧補償を行うために、画素回路に検出用電圧を与えたときに駆動トランジスタを流れる電流(以下、駆動電流という)を外部回路で検出する場合を考える。駆動電流は、例えば、外部回路内の電流検出トランジスタを用いて検出される。この場合、閾値電圧補償を正しく行うためには、駆動トランジスタのゲインと電流検出トランジスタのゲインとの間に所定の関係が成立する(例えば、両者が一致する)必要がある。しかしながら、画素回路内の駆動トランジスタはTFT用の薄膜プロセスを用いて形成され、外部回路内の電流検出トランジスタはLSI用のプロセス(例えば、単結晶シリコンプロセスなど)を用いて形成される。このため、特段の工夫を行わずに設計を行うと、電流検出トランジスタのゲインは駆動トランジスタのゲインに比べてかなり大きくなる。したがって、電流検出トランジスタのサイズ(レイアウト面積)を十分に大きくしなければ、閾値電圧補償を正しく行うことができない。また、有機EL表示装置では、信号線に付随する寄生容量によって閾値電圧補償の効果が減少するという問題も発生する。
 それ故に、本発明は、駆動トランジスタの閾値電圧補償を高い精度で行える表示装置を提供することを特徴とする。
 本発明の第1の局面は、アクティブマトリクス型の表示装置であって、
 複数の走査線、複数のデータ線、および、前記走査線と前記データ線の交点に対応して設けられた複数の画素回路を含む表示部と、
 前記走査線を駆動する走査線駆動回路と、
 前記データ線を駆動するデータ線駆動回路と、
 表示制御回路とを備え、
 前記画素回路は、電気光学素子と、前記電気光学素子と直列に設けられた駆動トランジスタとを含み、
 前記データ線駆動回路は、電流検出時に、前記駆動トランジスタの制御端子と第1導通端子との間に検出用電圧に応じた電圧を与え、前記駆動トランジスタを通過して前記画素回路の外部に出力された駆動電流を第1電圧に変換し、電圧書き込み時に、前記駆動トランジスタの制御端子と第1導通端子との間に映像データと前記駆動トランジスタの閾値電圧とに応じた第2電圧を与え、
 前記第2電圧は、前記第1電圧を増幅した電圧、および、前記第1電圧を用いて求めた前記駆動トランジスタの閾値電圧を用いて補正された映像データを増幅した結果のいずれかに基づくことを特徴とする。
 本発明の第2の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記データ線駆動回路は、前記第1電圧を増幅する増幅部と、前記増幅部の出力電圧に応じた電圧を保持する補償用容量素子とを含み、前記補償用容量素子に保持された電圧を用いて前記駆動トランジスタの制御端子と第1導通端子との間に前記第2電圧を与えることを特徴とする。
 本発明の第3の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記データ線駆動回路は、前記第1電圧に応じた電圧を保持する補償用容量素子と、前記補償用容量素子に保持された電圧に応じた電圧を増幅する増幅部とを含み、前記増幅部の出力電圧を用いて前記駆動トランジスタの制御端子と第1導通端子との間に前記第2電圧を与えることを特徴とする。
 本発明の第4の局面は、本発明の第2の局面において、
 前記増幅部は、直列接続された複数の抵抗素子で構成された増幅回路を含むことを特徴とする。
 本発明の第5の局面は、本発明の第2または第3の局面において、
 前記増幅部は、非反転増幅回路を含むことを特徴とする。
 本発明の第6の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記駆動トランジスタの閾値電圧に応じたデータを前記画素回路ごとに記憶する記憶部をさらに備え、
 前記表示制御回路は、前記記憶部に記憶されたデータを前記第1電圧に基づき更新し、前記記憶部から読み出したデータを用いて前記映像データを補正し、補正後の映像データに定数を乗算することにより前記データ線駆動回路の出力電圧のレベルを求めることを特徴とする。
 本発明の第7の局面は、本発明の第6の局面において、
 前記表示制御回路は、前記駆動トランジスタの閾値電圧とゲインを補償する補正処理を前記映像データに対して行うことを特徴とする。
 本発明の第8の局面は、本発明の第6の局面において、
 前記表示制御回路は、前記駆動トランジスタの閾値電圧を補償する補正処理を前記映像データに対して行うことを特徴とする。
 本発明の第9の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記データ線駆動回路は、電流検出時に、前記データ線に前記検出用電圧を与え、前記画素回路から前記データ線に流れた駆動電流を検出することを特徴とする。
 本発明の第10の局面は、本発明の第9の局面において、
 前記画素回路は、
  固定電圧を供給する配線と前記駆動トランジスタの制御端子との間に設けられ、前記走査線に接続された制御端子を有する電圧印加トランジスタと、
  前記データ線と前記駆動トランジスタの第1導通端子との間に設けられ、前記走査線に接続された制御端子を有する入出力トランジスタと、
  前記駆動トランジスタの制御端子と第1導通端子との間に設けられた容量素子とをさらに含むことを特徴とする。
 本発明の第11の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記表示部は複数のモニタ線をさらに含み、
 前記データ線駆動回路は、電流検出時に、前記データ線に前記検出用電圧を与え、前記画素回路から前記モニタ線に流れた駆動電流を検出することを特徴とする。
 本発明の第12の局面は、本発明の第11の局面において、
 前記画素回路は、
  前記データ線と前記駆動トランジスタの制御端子との間に設けられ、前記走査線に接続された制御端子を有する入力トランジスタと、
  前記モニタ線と前記駆動トランジスタの第1導通端子との間に設けられ、前記走査線に接続された制御端子を有する出力トランジスタと、
  前記駆動トランジスタの制御端子と第1導通端子との間に設けられた容量素子とをさらに含むことを特徴とする。
 本発明の第13の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記走査線は1以上のブロックに分割され、
 前記走査線駆動回路は、各ブロックについて、第1期間ではブロック内の全部または一部の走査線を一括して選択し、第2期間ではブロック内の全部の走査線を順に選択し、
 前記データ線駆動回路は、各ブロックについて、第1期間では前記画素回路の外部に出力された駆動電流を前記第1電圧に変換し、第2期間では前記映像データに応じた電圧と前記第1電圧とに基づく電圧を前記データ線に印加することを特徴とする。
 本発明の第14の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記駆動トランジスタは、半導体層が酸化物半導体で形成された薄膜トランジスタであることを特徴とする。
 本発明の第15の局面は、本発明の第14の局面において、
 前記酸化物半導体は、酸化インジウムガリウム亜鉛であることを特徴とする。
 本発明の第16の局面は、本発明の第15の局面において、
 前記酸化インジウムガリウム亜鉛が結晶性を有することを特徴とする。
 本発明の第17の局面は、複数の走査線、複数のデータ線、および、前記走査線と前記データ線の交点に対応して設けられた複数の画素回路を含む表示部を有するアクティブマトリクス型の表示装置の駆動方法であって、
 前記画素回路が、電気光学素子と、前記電気光学素子と直列に設けられた駆動トランジスタとを含む場合に、
 前記走査線と前記データ線とを駆動することにより、前記駆動トランジスタの制御端子と第1導通端子との間に検出用電圧に応じた電圧を与えるステップと、
 前記駆動トランジスタを通過して前記画素回路の外部に出力された駆動電流を第1電圧に変換するステップと、
 前記走査線と前記データ線とを駆動することにより、前記駆動トランジスタの制御端子と第1導通端子との間に映像データと前記駆動トランジスタの閾値電圧とに応じた第2電圧を与えるステップとを備え、
 前記第2電圧は、前記第1電圧を増幅した電圧、および、前記第1電圧を用いて求めた前記駆動トランジスタの閾値電圧を用いて補正された映像データを増幅した結果のいずれかに基づくことを特徴とする。
 本発明の第1または第17の局面によれば、画素回路の外部に出力された駆動電流(駆動トランジスタを通過した電流)は第1電圧に変換され、電圧書き込み時に駆動トランジスタには第1電圧を増幅した電圧(または、第1電圧を用いて求めた駆動トランジスタの閾値電圧を用いて補正された映像データを増幅した結果)に基づく第2電圧が与えられる。したがって、駆動トランジスタのゲインと電流検出回路のゲインに差がある場合や、信号線に付随する寄生容量によって閾値電圧補償の効果が減少する場合でも、駆動トランジスタの閾値電圧補償を高い精度で行うことができる。
 本発明の第2の局面によれば、補償用容量素子に保持された電圧に基づき、駆動トランジスタの閾値電圧補償に必要な電圧を求めることができる。また、駆動電流の量に応じた第1電圧を増幅することにより、駆動トランジスタのゲインと電流検出回路のゲインに差がある場合でも、電流検出回路のサイズを増大させずに駆動トランジスタの閾値電圧補償を高い精度で行うことができる。
 本発明の第3の局面によれば、増幅部の出力電圧に基づき、駆動トランジスタの閾値電圧補償に必要な電圧を求めることができる。また、駆動電流の量に応じた第1電圧を増幅することにより、駆動トランジスタのゲインと電流検出回路のゲインに差がある場合でも、電流検出回路のサイズを増大させずに駆動トランジスタの閾値電圧補償を高い精度で行うことができる。
 本発明の第4の局面によれば、直列接続された複数の抵抗素子を用いて増幅部を構成することができる。
 本発明の第5の局面によれば、非反転増幅回路を用いて増幅部を構成することができる。
 本発明の第6の局面によれば、駆動電流の検出結果に基づき、駆動トランジスタの閾値電圧に応じたデータを求め、求めたデータを用いて映像データを補正する。補正後の映像データに定数を乗算してデータ線駆動回路の出力電圧のレベルを求めることにより、信号線に付随する寄生容量によって閾値電圧補償の効果が減少する場合でも、効果の減少分を補償して駆動トランジスタの閾値電圧補償を高い精度で行うことができる。
 本発明の第7の局面によれば、画素回路ごとに駆動トランジスタの閾値電圧とゲインを補償することにより、表示画像の画質を向上させることができる。
 本発明の第8の局面によれば、画素回路ごとに駆動トランジスタの閾値電圧を補償することにより、表示画像の画質を向上させることができる。
 本発明の第9の局面によれば、データ線に検出用電圧を与えたときにデータ線に流れる駆動電流を検出することができる。また、データ線を用いて駆動電流を検出することにより、配線の本数を削減することができる。
 本発明の第10の局面によれば、駆動トランジスタの制御端子と第1導通端子との間に容量素子を有し、駆動トランジスタの第1導通端子にデータ線の電圧を印加して使用する画素回路について、駆動トランジスタの閾値電圧補償を高い精度で行うことができる。
 本発明の第11の局面によれば、データ線とは別にモニタ線を有する表示装置において、データ線に検出用電圧を与えたときにモニタ線に流れる駆動電流を検出することができる。
 本発明の第12の局面によれば、駆動トランジスタの制御端子と第1導通端子との間に容量素子を有し、駆動トランジスタの制御端子にデータ線の電圧を印加して使用する画素回路について、駆動トランジスタの閾値電圧補償を高い精度で行うことができる。
 本発明の第13の局面によれば、画素回路の外部に出力された電流をブロックごとに検出することにより、電流検出に要する時間を短縮することができる。
 本発明の第14~16の局面によれば、駆動トランジスタとして酸化物TFT(例えば、半導体層が酸化インジウムガリウム亜鉛を含むTFT)を用いることにより、駆動電流を増加させて、書き込み時間を短縮し、画面の輝度を高くすることができる。
本発明の第1の実施形態に係る有機EL表示装置の構成を示すブロック図である。 図1に示すデータ線駆動回路の詳細を示すブロック図である。 図1に示す有機EL表示装置に含まれる画素回路と検出/補正出力回路の回路図である。 図1に示す有機EL表示装置におけるブロック分割を示す図である。 図1に示す有機EL表示装置における信号の変化を示すタイミングチャートである。 本発明の第1の実施形態の第1変形例に係る有機EL表示装置におけるブロック分割を示す図である。 本発明の第1の実施形態の第2変形例に係る有機EL表示装置におけるデータ線駆動回路とデータ線の接続形態を示す図である。 本発明の第1の実施形態の第2変形例に係る有機EL表示装置における信号の変化を示すタイミングチャートである。 本発明の第2の実施形態に係る有機EL表示装置に含まれる検出/補正出力回路の回路図である。 有機EL表示装置で発生する寄生容量の例を示す図である。 本発明の第3の実施形態の変形例に係る有機EL表示装置に含まれる画素回路と検出/補正出力回路の回路図である。 本発明の第4の実施形態に係る有機EL表示装置の構成を示すブロック図である。 図12に示す有機EL表示装置の動作を示すタイミングチャートである。 図12に示すデータ線駆動回路の詳細を示すブロック図である。 図12に示す有機EL表示装置に含まれる画素回路と電圧出力/電流測定回路の回路図である。 図12に示す有機EL表示装置における1フレーム期間内の信号の変化を示すタイミングチャートである。 図12に示す有機EL表示装置における映像信号期間内の信号の変化を示すタイミングチャートである。 図12に示す有機EL表示装置のプログラム期間における電流の流れを示す図である。 図12に示す有機EL表示装置の発光期間における電流の流れを示す図である。 図12に示す有機EL表示装置における垂直同期期間内の信号の変化を示すタイミングチャートである。 図12に示す有機EL表示装置の測定期間における電流の流れを示す図である。 図12に示す有機EL表示装置における補正処理を示すブロック図である。 図12に示す走査線駆動回路の回路図である。 図23に示す走査線駆動回路のタイミングチャートである。 本発明の第5の実施形態に係る有機EL表示装置の構成を示すブロック図である。 図25に示すデータ線駆動回路の詳細を示すブロック図である。 図25に示す有機EL表示装置に含まれる画素回路と電圧出力/電流測定回路の回路図である。 本発明の実施形態の変形例に係る有機EL表示装置に含まれる画素回路の回路図である。 本発明の実施形態の変形例に係る有機EL表示装置に含まれる画素回路の回路図である。 本発明の実施形態の変形例に係る有機EL表示装置に含まれる画素回路の回路図である。 本発明の実施形態の変形例に係る有機EL表示装置に含まれる画素回路の回路図である。 本発明の実施形態の変形例に係る有機EL表示装置に含まれる画素回路の回路図である。 本発明の実施形態の変形例に係る有機EL表示装置に含まれる画素回路の回路図である。
 以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る有機EL表示装置について説明する。以下の説明では、mおよびnは2以上の整数、iは1以上m以下の整数、jは1以上n以下の整数であるとする。各実施形態において、画素回路に含まれるトランジスタは、電界効果トランジスタであり、典型的には薄膜トランジスタである。画素回路に含まれるトランジスタには、例えば、酸化物TFT、低温ポリシリコンTFT、アモルファスシリコンTFTなどが使用される。酸化物TFTは、nチャネル型のトランジスタとして使用する場合に有効である。なお、本発明においてpチャネル型の酸化物TFTを用いてもよい。
 (第1の実施形態)
 図1は、本発明の第1の実施形態に係る有機EL表示装置の構成を示すブロック図である。図1に示す有機EL表示装置1は、表示部10、表示制御回路100、走査線駆動回路110、および、データ線駆動回路120を備えている。有機EL表示装置1は、アクティブマトリクス型の表示装置である。
 表示部10は、n本の走査線G1~Gn、n本の発光制御線E1~En、m本のデータ線S1~Sm、および、(m×n)個の画素回路11を含んでいる。走査線G1~Gnと発光制御線E1~Enは、互いに平行に配置される。データ線S1~Smは、互いに平行に、走査線G1~Gnと直交するように配置される。走査線G1~Gnとデータ線S1~Smは、(m×n)箇所で交差する。(m×n)個の画素回路11は、走査線G1~Gnとデータ線S1~Smの交点に対応して設けられる。以下、走査線G1~Gnの伸延方向を行方向、データ線S1~Smの伸延方向を列方向、j行目かつi列目に配置された画素回路11を画素回路PX(i,j)という。
 表示部10には、電源回路(図示せず)からハイレベル電源電圧ELVDDとローレベル電源電圧ELVSSが固定的に供給される。これらの電圧を画素回路11に供給するために、表示部10にはハイレベル電源線とローレベル電源線(いずれも図示せず)が設けられる。
 表示制御回路100は、有機EL表示装置1の外部から供給された制御信号CS0と映像データV0に基づき、走査線駆動回路110とデータ線駆動回路120を制御する。より詳細には、表示制御回路100は、走査線駆動回路110に対して制御信号CS1を出力し、データ線駆動回路120に対して制御信号CS2と映像データV1を出力する。
 走査線駆動回路110は走査線G1~Gnと発光制御線E1~Enを駆動し、データ線駆動回路120はデータ線S1~Smを駆動する。より詳細には、走査線駆動回路110は、制御信号CS1に従い走査線G1~Gnを順に選択し、選択した走査線に対して選択電圧(ハイレベル電圧)を印加し、それ以外の走査線に対して非選択電圧(ローレベル電圧)を印加する。また、走査線駆動回路110は、走査線Gjの選択期間では発光制御線Ejにローレベル電圧を印加する(後述する図5を参照)。データ線駆動回路120は、インターフェイス回路121、駆動信号生成回路122、および、m個の検出/補正出力回路123を含んでいる。データ線駆動回路120は、制御信号CS2に従い、映像データV1に応じたデータ電圧をデータ線S1~Smに印加する。映像データV1は、映像データV0と同じでもよく、映像データV0に補正処理などを行ったものでもよい。
 図2は、データ線駆動回路120の詳細を示すブロック図である。上述したように、データ線駆動回路120は、インターフェイス回路121(図示せず)、駆動信号生成回路122、および、m個の検出/補正出力回路123を含んでいる。インターフェイス回路121は、表示制御回路100から送信された映像データV1を受信する。駆動信号生成回路122は、シフトレジスタ124、第1ラッチ部125、第2ラッチ部126、および、m個のD/A変換器127を含んでいる。シフトレジスタ124はm段のシフトレジスタであり、第1および第2ラッチ部125、126はそれぞれm個のラッチ回路(図示せず)を含んでいる。
 表示制御回路100からデータ線駆動回路120に供給される制御信号CS2には、データスタートパルスDSP、データクロックDCK、ラッチストローブ信号LS、および、クロックCLK1、CLK2が含まれる。シフトレジスタ124は、データクロックDCKに同期してデータスタートパルスDSPを順にシフトする。シフトレジスタ124の各段の出力は、1水平期間に1回ずつ順にハイレベルになる。第1ラッチ部125は、シフトレジスタ124の出力信号に同期して、1行分の映像データV1(m個の映像データ)を順に記憶する。第2ラッチ部126は、ラッチストローブ信号LSに同期して、第1ラッチ部125に記憶されたm個の映像データを保持する。各D/A変換器127は、第2ラッチ部126に含まれるm個のラッチ回路のいずれかに対応する。D/A変換器127は、対応するラッチ回路に保持された映像データに応じた電圧をデータ電圧Vdataとして出力する。
 検出/補正出力回路123は、クロックCLK1、CLK2に従い動作する。検出/補正出力回路123は、画素回路PX(i,j)からデータ線Siに流れる駆動電流(駆動トランジスタを通過した電流)を電圧に変換し、映像データV1に応じた電圧と電流電圧変換で求めた電圧とに基づく電圧をデータ線Siに印加する。
 図3は、画素回路11と検出/補正出力回路123の回路図である。図3には、画素回路PX(i,j)とデータ線Siに対応した検出/補正出力回路123とが記載されている。画素回路11は、有機EL素子L1、4個のトランジスタT1~T4、および、コンデンサC1を含んでいる。トランジスタT1~T4は、いずれもnチャネル型である。トランジスタT1~T4は、例えば、半導体層が酸化インジウムガリウム亜鉛などの酸化物半導体を含むTFTである。トランジスタT1~T4は、それぞれ、駆動トランジスタ、電圧印加トランジスタ、入出力トランジスタ、および、発光制御トランジスタとして機能し、コンデンサC1は容量素子として機能する。
 トランジスタT1、T4は、有機EL素子L1と直列に接続され、ハイレベル電源電圧ELVDDを供給するハイレベル電源線とローレベル電源電圧ELVSSを供給するローレベル電源線との間に設けられる。トランジスタT1のドレイン端子はハイレベル電源線に接続され、トランジスタT1のソース端子はトランジスタT4のドレイン端子に接続される。トランジスタT4のソース端子は有機EL素子L1のアノード端子に接続され、有機EL素子L1のカソード端子はローレベル電源線に接続される。トランジスタT2は、ハイレベル電源線とトランジスタT1のゲート端子との間に設けられる。トランジスタT3は、データ線SiとトランジスタT1のソース端子との間に設けられる。コンデンサC1は、トランジスタT1のゲート端子とソース端子との間に設けられる。トランジスタT2、T3のゲート端子は走査線Gjに接続され、トランジスタT4のゲート端子は発光制御線Ejに接続される。
 検出/補正出力回路123は、オペアンプ20、8個のトランジスタ21~28、3個のコンデンサ31~33、および、2個の抵抗素子34、35を含んでいる。トランジスタ21~27はnチャネル型であり、トランジスタ28はpチャネル型である。なお、トランジスタ21~28の導電型はpチャネル型でもnチャネル型でもよく、トランジスタ21~28に代えて他のスイッチ素子を用いてもよい。図3において、コンデンサ32の右側の端子をノードNa、コンデンサ32の左側の端子をノードNb、抵抗素子34の下側の端子をノードNcという。
 オペアンプ20の反転入力端子は、データ線Siに接続される。トランジスタ23は、オペアンプ20の反転入力端子と出力端子との間に設けられる。抵抗素子34の一端は、オペアンプ20の出力端子に接続される。トランジスタ28の一方の導通端子はオペアンプ20の反転入力端子に接続され、トランジスタ28のゲート端子と他方の導通端子とはノードNcに接続される。トランジスタ28は、ダイオード素子として機能する。コンデンサ31は、オペアンプ20の反転入力端子とノードNcとの間にトランジスタ28と並列に設けられる。コンデンサ31は、オペアンプ20の負帰還を安定させる機能を有する。トランジスタ27の一方の導通端子はノードNcに接続され、トランジスタ27の他方の導通端子は抵抗素子35の一端に接続される。抵抗素子35の他端には基準電圧Vref1が与えられる。
 トランジスタ21の一方の導通端子はノードNbに接続され、トランジスタ21の他方の導通端子にはデータ電圧Vdata(D/A変換器127の出力電圧)が与えられる。トランジスタ22の一方の導通端子はノードNaに接続され、トランジスタ22の他方の導通端子はオペアンプ20の非反転入力端子に接続される。トランジスタ24の一方の導通端子はノードNaに接続され、トランジスタ24の他方の導通端子には基準電圧Vref3が与えられる。トランジスタ25は、ノードNbとオペアンプ20の出力端子との間に設けられる。トランジスタ26の一方の導通端子はオペアンプ20の非反転入力端子に接続され、トランジスタ26の他方の導通端子には基準電圧Vref2が与えられる。コンデンサ33の一端はノードNbに接続され、コンデンサ33の他端は接地される。
 トランジスタ21~23のゲート端子にはクロックCLK1が与えられ、トランジスタ24~27のゲート端子にはクロックCLK2が与えられる。トランジスタ23は機能選択スイッチとして機能し、トランジスタ28は電流検出回路(電流検出トランジスタ)として機能し、コンデンサ32は補償用容量素子として機能し、抵抗素子34、35は増幅回路として機能する。なお、基準電圧Vref1~Vref3は、電源回路(図示せず)から与えられる。
 有機EL表示装置1では、走査線G1~Gnと発光制御線E1~Enは1個以上のブロックに分割され、画素回路11における駆動電流はブロックごとに検出される。以下、pはn以外のnの約数であり、q=n/pであるとする。図4は、有機EL表示装置1におけるブロック分割を示す図である。図4に示すように、走査線G1~Gnはq本ずつp個のブロックに分割され、発光制御線E1~Enは走査線G1~Gnと同様にp個のブロックに分割される。第1ブロックには走査線G1~Gqと発光制御線E1~Eqが含まれ、第2ブロックには走査線Gq+1~G2qと発光制御線Eq+1~E2qが含まれ、第pブロックには走査線Gn-q+1~Gnと発光制御線En-q+1~Enが含まれる。なお、ブロック数pは1でもよく、各ブロックに含まれる走査線の本数は異なっていてもよい。
 有機EL表示装置1では、1フレーム期間にp個のブロック選択期間が設定され、各ブロック選択期間には共通選択期間と走査期間が設定される。走査線駆動回路110は、各ブロックについて、共通選択期間ではブロック内のq本の走査線を一括して選択し、走査期間ではブロック内のq本の走査線を順に選択する。走査線駆動回路110は、いずれのブロックを選択するかをブロック選択期間ごとに切り替える。データ線駆動回路120は、各ブロックについて、共通選択期間ではデータ線Siに流れる電流を電圧に変換し、走査期間ではデータ電圧Vdataと共通選択期間で求めた電圧とに基づく電圧をデータ線Siに印加する。
 図5は、有機EL表示装置1における信号の変化を示すタイミングチャートである。図5において、時刻t12~t16は第1ブロックの選択期間であり、時刻t12~t13は共通選択期間X1であり、時刻t14~t16は走査期間X2である。図5において、Djは画素回路PX(i,j)に書き込まれる補正後のデータ電圧を表す。以下、1~q行目かつi列目に配置されたq個の画素回路11を総称して画素回路PX(i,1:q)という。また、走査線Gj上の信号を走査信号Gj、発光制御線Ej上の信号を発光制御信号Ejという。
 時刻t11より前では、走査信号G1~GqとクロックCLK2はローレベル、発光制御信号E1~EqとクロックCLK1はハイレベルである。このとき、画素回路PX(i,1:q)では、トランジスタT2、T3はオフ状態、トランジスタT4はオン状態であり、トランジスタT1と有機EL素子L1にはコンデンサC1に保持された電圧に応じた駆動電流が流れる。有機EL素子L1は、このときの駆動電流に応じた輝度で発光する。時刻t11において、発光制御信号E1~EqとクロックCLK1がローレベルに変化する。これに伴い、トランジスタ21~23はオフし、画素回路PX(i,1:q)ではトランジスタT4がオフする。
 時刻t12において、走査信号G1~Gqはハイレベルに変化する。これに伴い、画素回路PX(i,1:q)内のトランジスタT2、T3はオンする。また、時刻t12において、クロックCLK2がハイレベルに変化する。これに伴い、トランジスタ24~27はオンする。このため、ノードNaには基準電圧Vref3が与えられ、オペアンプ20の出力端子はノードNbに接続され、オペアンプ20の非反転入力端子には基準電圧Vref2が与えられ、ノードNcは抵抗素子35の一端に接続される。したがって、オペアンプ20の反転入力端子に接続されたデータ線Siは、仮想短絡によって基準電圧Vref2に充電される。このため、画素回路PX(i,1:q)では、コンデンサC1の一端(下側の端子)にはトランジスタT3を介して基準電圧Vref2が与えられ、コンデンサC1の他端(上側の端子)にはトランジスタT2を介してハイレベル電源電圧ELVDDが与えられる。したがって、共通選択期間X1において、画素回路PX(i,1:q)内のコンデンサC1は次式(1)に示す電圧Vgsaに充電される。
  Vgsa=ELVDD-Vref2 …(1)
 このときトランジスタ23はオフ状態であるので、オペアンプ20とトランジスタ28はトランスインピーダンス回路として機能する。より詳細には、共通選択期間X1では、式(1)に示す電圧Vgsaに応じた駆動電流が、q個の画素回路PX(i,1:q)からデータ線Siにそれぞれ流れる。q個の画素回路(i,1:q)からデータ線Siに流れた駆動電流はすべてトランジスタ28に流れ、トランジスタ28はこの駆動電流を電圧に変換する。
 ここで、抵抗素子34、35の抵抗値をそれぞれR1、R2とし、このときのノードNcの電圧をVcとする。このときに抵抗素子35を流れる電流は(Vc-Vref1)/R2となるので、オペアンプ20の出力電圧Voutは{Vc+(Vc-Vref1)×R1/R2}となる。Vref1=0とすると、Vout=Vc×(R1+R2)/R2となる。このように直列接続された2個の抵抗素子34、35で構成された増幅回路は、トランジスタ28で求めた電圧Vcを(R1+R2)/R1倍に増幅する。
 さらに、トランジスタT1の閾値電圧をVtha、トランジスタT1のゲインをβa、トランジスタ28の閾値電圧をVthb、トランジスタ28のゲインをβb、共通選択期間X1におけるトランジスタ28のゲート-ソース間電圧をVgsbとする。共通選択期間X1においてトランジスタT1を流れる電流Iaは次式(2)で与えられ、共通選択期間X1においてトランジスタ28を流れる電流Ibは次式(3)で与えられる。
  Ia=(βa/2)×(Vgsa-Vtha)2   …(2)
  Ib=(βb/2)×(Vgsb-Vthb)2   …(3)
 画素回路PX(i,1:q)における電流Iaが互いに等しいと仮定すると、q×Ia=Ibが成立し、式(2)と式(3)から次式(4)が導かれる。
  c1(Vgsa-Vtha)=Vthb-Vgsb …(4)
 また、電圧Vgsbと電圧Voutとの間には次式(5)が成立する。
  Vref2+Vgsb=Vout×R2/(R1+R2) …(5)
 式(1)を考慮すると、電圧Voutは次式(6)で与えられる。ただし、c1=√(q×βa/βb)、c2=(R1+R2)/R2である。
  Vout=(1+c1)c2×Vref2-c1×c2
       ×(ELVDD-Vtha)+c2×Vthb …(6)
 式(6)においてc1×c2=1とすると、次式(7)が導かれる。
  Vout=(1+c2)Vref2-ELVDD+Vtha
       +c2×Vthb …(7)
 抵抗値R1、R2は、トランジスタT1、28のゲインβa、βb、および、ブロック内の走査線の本数qを考慮して、式(6)におけるVthaの係数が1になるように(すなわち、c1×c2=1になるように)決定される。また、閾値電圧Vthbにはばらつきと経年劣化がないと仮定する。式(7)に含まれるVtha以外の項は定数であるので、電圧VoutはトランジスタT1の閾値電圧Vthaだけに応じて変化する。電圧VoutはノードNbに与えられ、ノードNaにはトランジスタ24を介して基準電圧Vref3が与えられる。したがって、共通選択期間X1において、コンデンサ32は次式(8)に示す電圧Vdに充電される。
  Vd=Vout-Vref3
    =(1+c2)Vref2-Vref3-ELVDD+Vtha
     +c2×Vthb …(8)
 時刻t13において、走査信号G1~GqとクロックCLK2はローレベルに変化する。これに伴い、画素回路PX(i,1:q)ではトランジスタT2、T3がオフし、コンデンサC1には式(1)に示す電圧Vgsaが保持される。検出/補正出力回路123ではトランジスタ24~27がオフし、コンデンサ32には式(8)に示す電圧Vdが保持される。
 時刻t14において、クロックCLK1はハイレベルに変化する。これに伴い、トランジスタ21~23はオンする。時刻t14以降、オペアンプ20はバッファアンプとして機能し、ノードNbにはトランジスタ21を介してデータ電圧Vdataが与えられる。したがって、データ線Siにはオペアンプ20から、次式(9)に示す補正後のデータ電圧Vcdが与えられる。
  Vcd=Vdata-Vd
     =Vdata-(1+c2)Vref2+Vref3
      +ELVDD-Vtha-c2×Vthb …(9)
 また、時刻t14において、走査信号G1はハイレベルに変化する。これに伴い、画素回路PX(i,1)内のトランジスタT2、T3はオンする。このため、コンデンサC1の一端(下側の端子)にはトランジスタT3を介して式(9)に示す電圧Vcdが与えられ、コンデンサC1の他端(上側の端子)にはトランジスタT2を介してハイレベル電源電圧ELVDDが与えられる。したがって、時刻t14~t15において、コンデンサC1は次式(10)に示す電圧Vgsに充電される。
  Vgs=ELVDD-Vcd
     =-Vdata+(1+c2)Vref2-Vref3
      +Vtha+c2×Vthb …(10)
 時刻t15において、走査信号G1はローレベルに変化する。これに伴い、画素回路PX(i,1)内のトランジスタT2、T3はオフする。時刻t15以降、画素回路PX(i,1)では、コンデンサC1に式(10)に示す電圧Vgsが保持される。時刻t15~t16では、走査信号G2~Gqが順にハイレベルになる。これにより、2~q行目に配置された画素回路11に補正後のデータ電圧が順に書き込まれる。
 時刻t17において、発光制御信号E1~Eqはハイレベルに変化する。これに伴い、画素回路PX(i,1:q)内のトランジスタT4はオンする。時刻t17以降、画素回路PX(i,1:q)では、トランジスタT1と有機EL素子L1には次式(11)に示す電流IL1が流れ、有機EL素子L1は電流IL1に応じた輝度で発光する。
  IL1=(βa/2)×(Vgs-Vtha)2
     =(βa/2)×(-Vdata+(1+c2)Vref2
      -Vref3+c2×Vthb)2   …(11)
 式(11)において(-Vdata)以外の項は定数であるので、式(11)に示す電流IL1はトランジスタT1の閾値電圧Vthaに依存しない。したがって、有機EL表示装置1によれば、トランジスタT1の閾値電圧補償を行うことができる。
 このようにして有機EL表示装置1は、駆動トランジスタT1の閾値電圧補償を行う。なお、以上の説明では、走査線駆動回路110は、共通選択期間ではブロック内の全部の走査線を一括して選択することとしたが、共通選択期間ではブロック内の一部の走査線を一括して選択してもよい。
 以下、本実施形態に係る有機EL表示装置1において、トランジスタ28で求めた電圧Vcを増幅回路を用いて増幅することによる効果を説明する。一般に、トランジスタT1はTFT用の薄膜プロセスを用いて形成され、トランジスタ28はLSI用のプロセスを用いて形成される。このため、特段の工夫を行わずに設計を行うと、トランジスタ28のゲインβbはトランジスタT1のゲインβaに比べてかなり大きくなる。したがって、増幅回路を備えない有機EL表示装置において、トランジスタT1の閾値電圧補償を行うためには(電流IL1がトランジスタT1の閾値電圧Vthaに依存しないようにするためには)、トランジスタ28のW/L比を小さくして、トランジスタ28のゲインβbを小さくする必要がある。ところが、デザインルールの制約により、トランジスタ28のW/L比を小さくするためには、トランジスタ28のL長を長くする必要がある。したがって、増幅回路を備えない有機EL表示装置において閾値電圧補償を行うためには、トランジスタ28のサイズ(レイアウト面積)を大きくする必要がある。
 この問題を解決するために、本実施形態に係る有機EL表示装置1は、データ線駆動回路120内の検出/補正出力回路123に、直列接続された2個の抵抗素子34、35で構成された増幅回路を含んでいる。この増幅回路は、トランジスタ28で求めた電圧Vcを(R1+R2)/R1倍に増幅する。電流IL1がトランジスタT1の閾値電圧Vthaに依存しないようにするために、抵抗素子34、35の抵抗値R1、R2は式(6)におけるVthaの係数が1になるように決定される。したがって、本実施形態に係る有機EL表示装置1によれば、トランジスタ28のサイズを増大させることなく、トランジスタT1の閾値電圧補償を高い精度で行うことができる。
 以上に示すように、本実施形態に係る有機EL表示装置1では、画素回路11は、電気光学素子(有機EL素子L1)と、電気光学素子と直列に設けられた駆動トランジスタT1とを含んでいる。データ線駆動回路120は、電流検出時(共通選択期間)に、駆動トランジスタT1の制御端子(ゲート端子)と第1導通端子(ソース端子)との間に検出用電圧(基準電圧Vref2)に応じた電圧(式(1)に示す電圧Vgsa)を与え、駆動トランジスタT1を通過して画素回路11の外部に出力された駆動電流を第1電圧Vcに変換し、電圧書き込み時(走査期間)に、駆動トランジスタT1の制御端子と第1導通端子との間に映像データV1と駆動トランジスタT1の閾値電圧Vthとに応じた第2電圧(式(10)に示す電圧Vgs)を与える。第2電圧は、第1電圧Vcを増幅した電圧Vc×(R1+R2)/R2に基づくものである。
 このように本実施形態に係る有機EL表示装置1では、画素回路11の外部に出力された駆動電流は第1電圧に変換され、電圧書き込み時に駆動トランジスタには第1電圧を増幅した電圧に基づく第2電圧が与えられる。したがって、駆動トランジスタT1のゲインと電流検出回路(トランジスタ28)のゲインに差がある場合でも、電流検出回路のサイズを増大させずに、2種類のゲインの間に所定の関係を成立させて駆動トランジスタT1の閾値電圧補償を高い精度で行うことができる。
 また、データ線駆動回路120は、第1電圧を増幅する増幅部(抵抗素子34、35で構成された増幅回路)と、増幅部の出力電圧に応じた電圧(式(8)に示す電圧Vd)を保持する補償用容量素子(コンデンサ32)とを含み、補償用容量素子に保持された電圧を用いて駆動トランジスタT1の制御端子と第1導通端子との間に第2電圧を与える。したがって、補償用容量素子に保持された電圧に基づき、駆動トランジスタT1の閾値電圧補償に必要な電圧を求めることができる。また、駆動電流の量に応じた第1電圧を増幅することにより、駆動トランジスタのゲインと電流検出回路のゲインに差がある場合でも、電流検出回路のサイズを増大させずに駆動トランジスタの閾値電圧補償を高い精度で行うことができる。
 また、データ線駆動回路120は、電流検出時に、データ線Siに検出用電圧(基準電圧Vref2)を与え、画素回路11からデータ線Siに流れた駆動電流を検出する。これにより、データ線Siに検出用電圧を与えたときにデータ線Siに流れる駆動電流を検出することができる。また、データ線Siを用いて駆動電流を検出することにより、配線の本数を削減することができる。
 また、画素回路11は、固定電圧(ハイレベル電源電圧ELVDD)を供給する配線(ハイレベル電源線)と駆動トランジスタの制御端子との間に設けられ、走査線Gjに接続された制御端子(ゲート端子)を有する電圧印加トランジスタT2と、データ線Siと駆動トランジスタT1の第1導通端子との間に設けられ、走査線Gjに接続された制御端子を有する入出力トランジスタT3と、駆動トランジスタT1の制御端子と第1導通端子との間に設けられた容量素子(コンデンサC1)をさらに含んでいる。したがって、駆動トランジスタT1の制御端子と第1導通端子との間に容量素子を有し、駆動トランジスタT1の第1導通端子にデータ線Siの電圧を印加して使用する画素回路11について、電流検出回路のサイズを増大させずに、駆動トランジスタT1の閾値電圧補償を高い精度で行うことができる。
 また、有機EL表示装置1では、走査線G1~Gnは1以上のブロックに分割される。走査線駆動回路110は、各ブロックについて、第1期間(共通選択期間)ではブロック内の全部または一部の走査線を一括して選択し、第2期間(走査期間)ではブロック内の全部の走査線を順に選択する。データ線駆動回路120は、各ブロックについて、第1期間では画素回路11の外部に出力された駆動電流を電圧に変換し、第2期間では映像データに応じた電圧と第1期間で求めた電圧とに基づく電圧(式(9)に示す電圧Vcd)をデータ線Siに印加する。このように画素回路11の外部に出力された電流をブロックごとに検出することにより、電流検出に要する時間を短縮することができる。また、駆動トランジスタT1として酸化物TFT(例えば、半導体層が酸化インジウムガリウム亜鉛を含むTFT)を用いることにより、駆動電流を増加させて、書き込み時間を短縮し、画面の輝度を高くすることができる。
 以下、第1の実施形態に係る有機EL表示装置1について2種類の変形例を説明する。第1変形例に係る有機EL表示装置は、フレーム期間によってブロック分割の方法を切り替える。第1変形例に係る有機EL表示装置では、走査線G1~Gnと発光制御線E1~Enは、第Nフレーム期間において図4に示す方法でp個のブロックに分割され、第(N+1)フレーム期間では図6に示す方法で(p+1)個のブロックに分割される。図6に示すブロック分割では、第1ブロックには走査線G1~Gq/2と発光制御線E1~Eq/2が含まれ、第2ブロックには走査線Gq/2+1~G3q/2と発光制御線Eq/2+1~E3q/2が含まれ、第(p+1)ブロックには走査線Gn-q/2+1~Gnと発光制御線En-q/2+1~Enが含まれる。第1変形例に係る有機EL表示装置では、図4に示す方法でブロック分割を行うフレーム期間と、図6に示す方法でブロック分割を行うフレーム期間とが交互に現れる。
 駆動トランジスタT1の閾値電圧のブロック内の平均値がブロック間で異なる場合に、常に同じブロック分割を行うと、ブロック内の平均値の差に起因する輝度境界が表示画面に現れることがある。第1変形例に係る有機EL表示装置によれば、フレーム期間によってブロック分割の方法を切り替えることにより、輝度境界が表示画面に現れることを防止することができる。
 なお、第1変形例に係る有機EL表示装置は、ブロック分割の方法を3とおり以上に切り替えてもよく、ブロック分割の方法を複数のフレーム期間ごとに切り替えてもよく、図4および図6に示すブロック分割以外のブロック分割を行ってもよい。
 図7は、第2変形例に係る有機EL表示装置におけるデータ線駆動回路とデータ線の接続形態を示す図である。第2変形例に係る有機EL表示装置は、図7に示すデータ線駆動回路130を含んでいる。データ線駆動回路130は、m本のデータ線に対応して、(m/x)個の検出/補正出力回路123を含んでいる。また、第2変形例に係る有機EL表示装置は、(m/x)個のセレクタ131を備えている。ただし、xは2以上m未満の整数である。以下の説明では、x=3とする。
 検出/補正出力回路123は、セレクタ131を介して3本のデータ線に接続される。セレクタ131は、表示制御回路(図示せず)から出力された選択制御信号SEL1~SEL3に従い動作する。選択制御信号SEL1がハイレベルのときには、検出/補正出力回路123と第1のデータ線は電気的に接続される。選択制御信号SEL2がハイレベルのときには、検出/補正出力回路123と第2のデータ線は電気的に接続される。選択制御信号SEL3がハイレベルのときには、検出/補正出力回路123と第3のデータ線は電気的に接続される。
 図8は、第2変形例に係る有機EL表示装置における信号の変化を示すタイミングチャートである。図8において、時刻t22~t27は第1ブロックの選択期間であり、時刻t22~t23は共通選択期間Y1であり、時刻t24~t27は走査期間Y2である。
 共通選択期間Y1では、選択制御信号SEL1~SEL3はハイレベルである。このため、共通選択期間Y1では、第1の実施形態に係る有機EL表示装置1における共通選択期間X1の処理(1列に並んだq個の画素回路に対する処理)が、3列に並んだ3q個の画素回路11に対して実行される。したがって、コンデンサ32は、3q個の画素回路11内の駆動トランジスタの閾値電圧に応じた電圧に充電される。
 時刻t24~t25において、選択制御信号SEL1~SEL3は順にハイレベルになる。選択制御信号SEL1がハイレベルのとき、検出/補正出力回路123はデータ線S1に接続され、データ線S1は補正後のデータ電圧D1_1に充電される。選択制御信号SEL2がハイレベルのとき、検出/補正出力回路123はデータ線S2に接続され、データ線S2は補正後のデータ電圧D1_2に充電される。選択制御信号SEL3がハイレベルのとき、検出/補正出力回路123はデータ線S3に接続され、データ線S3は補正後のデータ電圧D1_3に充電される。
 第2変形例に係る有機EL表示装置によれば、検出/補正出力回路123を複数のデータ線に対応づけて設けることにより、データ線駆動回路130の回路規模を削減することができる。
 (第2の実施形態)
 本発明の第2の実施形態に係る有機EL表示装置は、第1の実施形態に係る有機EL表示装置と同じ構成(図1)を有する。第1の実施形態と第2の実施形態では、データ線駆動回路120内の検出/補正出力回路の構成が異なる。以下に示す各実施形態では、各実施形態の構成要素のうち先に述べた実施形態と同一の要素については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
 図9は、本実施形態に係る有機EL表示装置のデータ線駆動回路に含まれる検出/補正出力回路の回路図である。図9には、データ線Siに対応した検出/補正出力回路143が記載されている。検出/補正出力回路143は、オペアンプ20、7個のトランジスタ21~26、28、3個のコンデンサ31~33、および、非反転増幅回路36を含んでいる。検出/補正出力回路143は、抵抗素子34、35で構成された増幅回路に代えて、非反転増幅回路36を含んでいる。
 検出/補正出力回路143では、トランジスタ28のゲート端子と他方の導通端子とはオペアンプ20の出力端子に接続される。非反転増幅回路36は、トランジスタ22の他方の導通端子とオペアンプ20の非反転入力端子との間に設けられる。具体的には、非反転増幅回路36の入力端子はトランジスタ22の他方の導通端子に接続され、非反転増幅回路36の出力端子はオペアンプ20の非反転入力端子に接続される。非反転増幅回路36は、ノードNaの電圧を増幅する。非反転増幅回路36の増幅率αは、抵抗素子34、35で構成された増幅回路の増幅率(R1+R2)/R1に等しい。増幅された電圧は、オペアンプ20の作用によってデータ線Siに印加される。
 第1の実施形態に係る有機EL表示装置1では、抵抗素子34、35で構成された増幅回路はトランジスタ28で求めた電圧Vcを増幅し、コンデンサ32は増幅回路の出力電圧に応じた電圧を保持する。本実施形態に係る有機EL表示装置では、コンデンサ32はトランジスタ28で求めた電圧Vcに応じた電圧を保持し、非反転増幅回路36はコンデンサ32に保持された電圧に応じた電圧を増幅する。第1の実施形態のように電圧を増幅した後に保持した場合と、本実施形態のように電圧を保持した後に増幅した場合とで、画素回路11内のコンデンサC1に保持される電圧Vthaの係数は同じになる。したがって、本実施形態に係る有機EL表示装置によれば、第1の実施形態に係る有機EL表示装置1と同様に、電流検出回路(トランジスタ28)のサイズを増大させずに、駆動トランジスタT1の閾値電圧補償を高い精度で行うことができる。
 以上に示すように、本実施形態に係る有機EL表示装置では、データ線駆動回路120は、第1電圧Vcに応じた電圧(Vref3-Vc)を保持する補償用容量素子(コンデンサ32)と、補償用容量素子に保持された電圧に応じた電圧を増幅する増幅部(非反転増幅回路36)とを含み、増幅部から出力された電圧{α×(Vdata-Vc+Vref3)}を用いて駆動トランジスタT1の制御端子と第1導通端子との間に、データ電圧Vdataと駆動トランジスタT1の閾値電圧Vthとに応じた第2電圧を与える。第2電圧は、第1電圧Vcを増幅した電圧α×Vcに基づくものである。
 したがって、本実施形態に係る有機EL表示装置によれば、増幅部の出力電圧に基づき、駆動トランジスタT1の閾値電圧補償に必要な電圧を求めることができる。また、駆動電流の量に応じた第1電圧を増幅することにより、駆動トランジスタT1のゲインと電流検出回路(トランジスタ28)のゲインに差がある場合でも、電流検出回路のサイズを増大させずに駆動トランジスタの閾値電圧補償を高い精度で行うことができる。
 なお、図9に示す検出/補正出力回路143では、非反転増幅回路36をコンデンサ32の後段側に設けることとしたが、非反転増幅回路36をコンデンサ32の前段側に設けてもよい。例えば、ノードNbとトランジスタ25の一方の導通端子との間(図9に示す点Xa)に非反転増幅回路36を設けてもよく、あるいは、トランジスタ25の他方の導通端子とオペアンプ20の出力端子との間(図9に示す点Xb)に非反転増幅回路36を設けてもよい。これらの変形例に係る有機EL表示装置によっても、第1および第2の実施形態に係る有機EL表示装置と同様の効果を得ることができる。
 (第3の実施形態)
 第3の実施形態では、寄生容量を考慮して増幅回路の増幅率を大きくした有機EL表示装置について説明する。実際の有機EL表示装置では、信号線に付随する寄生容量によって信号の減衰が発生する。図10は、図3に示す画素回路11と検出/補正出力回路123の信号線に付随する寄生容量の例を示す図である。図10には、オペアンプ20の非反転入力端子に付随する寄生容量Cp1と、画素回路11で発生する寄生容量Cp2とが記載されている。寄生容量Cp1はコンデンサ32に保持される電圧を減衰させ、寄生容量Cp2はコンデンサC1に保持される電圧を減衰させる。実際の有機EL表示装置では、寄生容量Cp1、Cp2が発生するので閾値電圧補償の効果が減少する。
 そこで、本発明の第3の実施形態に係る有機EL表示装置では、抵抗素子34、35で構成された増幅回路(あるいは、非反転増幅回路36)の増幅率を、寄生容量を考慮しないで求めた値よりも大きくする。このため増幅回路は、トランジスタ28で求めた電圧を寄生容量を考慮しない場合よりも大きく増幅する。したがって、本実施形態に係る有機EL表示装置によれば、寄生容量によって閾値電圧補償の効果が減少する場合でも、効果の減少分を補償して駆動トランジスタT1の閾値電圧補償を高い精度で行うことができる。
 なお、本実施形態に係る有機EL表示装置については、以下の変形例を構成することができる。図11は、本発明の第3の実施形態の変形例に係る有機EL表示装置に含まれる画素回路と検出/補正出力回路の回路図である。図11に示す画素回路12は、第1の実施形態に係る画素回路11にコンデンサC2を追加したものである。
 トランジスタT1の電流駆動(コンダクタンス)は、製造プロセスやW/L比などによって決まる。電流能力が大きい場合には、微小な電圧振幅を用いて微小な発光電流を制御する必要がある。このような場合、データ線駆動回路の出力に無視できないオフセットが発生する。このオフセットは、表示画面では筋状のむらとして認識される。
 この問題を解決するために、画素回路12はコンデンサC2を含んでいる。コンデンサC1、C2の容量値をそれぞれC1、C2としたとき、コンデンサC2を設けることにより、トランジスタT1に対する印加電圧はC1/(C1+C2)倍に減衰する。したがって、本変形例に係る有機EL表示装置によれば、コンデンサC2を含む画素回路12を用いることにより、データ線駆動回路の出力オフセットのばらつきに起因する表示むらを解消することができる。
 (第4の実施形態)
 図12は、本発明の第4の実施形態に係る有機EL表示装置の構成を示すブロック図である。図12に示す有機EL表示装置2は、表示部13、表示制御回路200、走査線駆動回路210、データ線駆動回路220、DRAM230、および、フラッシュメモリ240を備えている。
 表示部13は、n本の走査線G1~Gn、m本のデータ線S1~Sm、および、(m×n)個の画素回路14を含んでいる。表示部13には、ハイレベル電源電圧ELVDDとローレベル電源電圧ELVSSに加えて、電源回路(図示せず)から基準電圧Vrefが供給される。基準電圧Vrefを画素回路14に供給するために、表示部13には基準電圧線(図示せず)が設けられる。
 表示制御回路200は、走査線駆動回路210とデータ線駆動回路220を制御すると共に、データ線駆動回路220から測定データMD(詳細は後述)を受け取る。走査線駆動回路210は走査線G1~Gnを駆動し、データ線駆動回路220はデータ線S1~Smを駆動する。データ線駆動回路220は、インターフェイス回路121、駆動信号生成回路122、および、m個の電圧出力/電流測定回路223を含んでいる。データ線駆動回路220は、制御信号CS2に従い、映像データV1に応じたデータ電圧をデータ線S1~Smに印加する。
 有機EL表示装置2では、映像データV1は、映像データV0に対して補正処理を行うことにより求められる。DRAM230は、映像データV0の補正に用いる2種類の補正データ(ゲイン補正データと閾値電圧補正データ)を画素回路14ごとに記憶する。表示制御回路200は、DRAM230に記憶された補正データを用いて映像データV0を補正することにより、映像データV1を求める。また、表示制御回路200は、データ線駆動回路220から受け取った測定データMDに基づき、DRAM230に記憶された補正データを更新する。表示制御回路200は、電源オフ時に、DRAM230に記憶された補正データを読み出してフラッシュメモリ240に書き込む。表示制御回路200は、電源オン時に、フラッシュメモリ240に記憶された補正データを読み出してDRAM230に書き込む。なお、DRAM230とフラッシュメモリ240を表示制御回路200に内蔵してもよい。
 図13は、有機EL表示装置2の動作を示すタイミングチャートである。有機EL表示装置2では、1フレーム期間は映像信号期間と垂直同期期間に分割される。映像信号期間では走査線G1~Gnが1水平期間(1H期間)に1本ずつ順に選択され、各水平期間では映像データV1に応じたm個のデータ電圧がm個の画素回路14にそれぞれ書き込まれる(図13では「プログラム」と記載)。垂直同期期間では、走査線G1~Gnの中からk本(kは1以上n未満の整数)の走査線が順に選択され、選択された走査線に接続されたm個の画素回路14から駆動トランジスタを通過した駆動電流がデータ線S1~Smにそれぞれ出力される。データ線駆動回路220は、データ線S1~Smに出力されたm個の駆動電流を検出する機能を有する。表示制御回路200は、データ線駆動回路220による検出結果に基づき、DRAM230に記憶された補正データを更新する(図13では「電流検出と補正データ更新」と記載)。
 垂直同期期間で選択されるk本の走査線は、1フレーム期間ごとに切り替えられる。例えば、第Nフレーム期間の垂直同期期間(図13に示すM1)で走査線G1~Gkが選択された場合、第(N+1)フレーム期間の垂直同期期間(図13に示すM2)では走査線Gk+1~G2kが選択され、第(N+2)フレーム期間の垂直同期期間(図13ではM3)では走査線G2k+1~G3kが選択される。各フレーム期間では、選択されたk本の走査線に接続された(m×k)個の画素回路14の外部に出力された駆動電流が検出される。
 図14は、データ線駆動回路220の詳細を示すブロック図である。データ線駆動回路220は、インターフェイス回路121(図示せず)、駆動信号生成回路122、および、m個の電圧出力/電流測定回路223を含んでいる。データ線駆動回路220は、データ線S1~Smを駆動すると共に、画素回路11からデータ線S1~Smに流れた駆動電流を検出する。
 図15は、画素回路14と電圧出力/電流測定回路223の回路図である。図15には、画素回路PX(i,j)、データ線Siに対応したD/A変換器127、および、データ線Siに対応した電圧出力/電流測定回路223が記載されている。
 画素回路14は、有機EL素子L1、3個のトランジスタT1~T3、および、コンデンサC1を含んでいる。画素回路14は、第1の実施形態に係る画素回路11に類似した構成を有し、以下の点で画素回路11と相違する。画素回路14は、トランジスタT4を含んでいない。トランジスタT1のソース端子は、有機EL素子L1のアノード端子に接続される。トランジスタT2は、ハイレベル電源電圧ELVDDを供給するハイレベル電源線とトランジスタT1のゲート端子との間に設けられる。
 電圧出力/電流測定回路223は、オペアンプ41、コンデンサ42、スイッチ43、A/D変換器44、減算器45、および、除算器46を含んでいる。オペアンプ41の反転入力端子はデータ線Siに接続され、オペアンプ41の非反転入力端子はD/A変換器127の出力端子に接続される。オペアンプ41の非反転入力端子には、映像データV1に応じたデータ電圧が与えられる。コンデンサ42は、オペアンプ41の反転入力端子と出力端子との間に設けられる。スイッチ43は、オペアンプ41の反転入力端子と出力端子との間に、コンデンサ42と並列に設けられる。オペアンプ41とコンデンサ42で構成されるトランスインピーダンス回路は電流検出回路として機能し、スイッチ43は機能選択スイッチとして機能する。
 入出力制御信号DWTがハイレベルのときには、スイッチ43はオンし、オペアンプ41の出力端子と反転入力端子は短絡される。このとき、オペアンプ41は、バッファアンプとして機能し、D/A変換器127から出力されたデータ電圧を低出力インピーダンスでデータ線Siに与える。なお、このとき、入出力制御信号DWTを用いて、データ電圧をD/A変換器127に入力しないように制御することが好ましい。
 入出力制御信号DWTがローレベルのときには、スイッチ43はオフし、オペアンプ41の出力端子と反転入力端子はコンデンサ42を介して接続される。このとき、オペアンプ41とコンデンサ42は積分アンプとして機能する。オペアンプ41の非反転入力端子に与えられたデータ電圧をVm(i,j,P)とすると、オペアンプ41の反転入力端子の電圧も仮想短絡によってVm(i,j,P)となる。このときに画素回路PX(i,j)からデータ線Siに流れる駆動電流をIm(i,j,P)とすると、オペアンプ41の出力電圧は{Vm(i,j,P)-R×Im(i,j,P)}となる。ただし、入出力制御信号DWTがローレベルである期間の長さをTm、コンデンサ42の容量値をCmとしたとき、R=Tm/Cmである。
 A/D変換器44、減算器45、および、除算器46は、オペアンプ41の出力電圧に基づき、データ線Siに流れる電流の量を求める電流算出部として機能する。A/D変換器44は、オペアンプ41の出力電圧をデジタル値に変換する。減算器45は、A/D変換器44から出力されたデジタル値から、D/A変換器127に入力された映像データ(デジタル値)を減算する。除算器46は、減算器45の出力を(-R)で除算する。減算器45の出力は{-R×Im(i,j,P)}となり、除算器46の出力はIm(i,j,P)となる。
 このようにして電圧出力/電流測定回路223は、データ線Siに流れる駆動電流を測定し、駆動電流の量を示す測定データMDを出力する。なお、電圧出力/電流測定回路223は、電流検出回路として抵抗素子を含んでいてもよい。この場合、Rは抵抗素子の抵抗値である。
 以下、データ電圧Vm(i,j,P)に対応した映像データV1を同じ記号を用いてVm(i,j,P)と表し、駆動電流Im(i,j,P)の値を示す測定データMDを同じ記号を用いてIm(i,j,P)と表すことがある。
 図16は、有機EL表示装置2における1フレーム期間内の信号の変化を示すタイミングチャートである。以下の説明では、k=7、すなわち、1垂直同期期間内に7本の走査線が選択されるとする。図16に示す期間種別信号Vは、映像信号期間ではローレベルになり、垂直同期期間ではハイレベルになる。
 図17は、有機EL表示装置2における映像信号期間内の信号の変化を示すタイミングチャートである。図17に示すように、映像信号期間では、入出力制御信号DWTは常にハイレベルである。時刻t31~t32(以下、プログラム期間A1という)では、画素回路PX(i,j)にデータ電圧Vm(i,j,P)を書き込む処理が行われる。なお、データ電圧Vm(i,j,P)は、階調値Pに対応した電圧に対して、画素回路PX(i,j)内の駆動トランジスタT1の閾値電圧補償とゲイン補償を行うことにより得られた電圧である。
 時刻t31より前では、走査信号Gjはローレベルである。このとき、トランジスタT2、T3はオフ状態であり、トランジスタT1と有機EL素子L1にはコンデンサC1に保持された電圧に応じた駆動電流が流れる。有機EL素子L1は、このときの駆動電流に応じた輝度で発光する。
 時刻t31において、走査信号Gjはハイレベルに変化する。これに伴い、トランジスタT2、T3はオンする。プログラム期間A1では、オペアンプ41の作用によって、データ線Siにデータ電圧Vm(i,j,P)が印加される。このため、図18に示すように、コンデンサC1の一端(下側の端子)にはデータ線SiとトランジスタT3を介してデータ電圧Vm(i,j,P)が与えられ、コンデンサC1の他端(上側の端子)にはトランジスタT2を介して基準電圧Vrefが与えられる。したがって、プログラム期間A1において、コンデンサC1は次式(12)に示す電圧Vgsに充電される。
  Vgs=Vref-Vm(i,j,P) …(12)
 ただし、有機EL素子L1の発光閾値電圧をVth_L1としたとき、データ電圧Vm(i,j,P)は次式(13)を満たすように決定される。
  Vm(i,j,P)<ELVSS+Vth_L1 …(13)
 式(13)を満たすデータ電圧Vm(i,j,P)を有機EL素子L1のアノード端子に与えることにより、プログラム期間A1における有機EL素子L1の発光を防止することができる。
 時刻t32において、走査信号Gjはローレベルに変化する。これに伴い、トランジスタT2、T3はオフし、コンデンサC1には式(12)に示す電圧Vgsが保持される。時刻t32以降、トランジスタT1のソース端子はデータ線Siから電気的に切り離される。したがって、時刻t32以降、有機EL素子L1にはトランジスタT1を通過した駆動電流IL1が流れ、有機EL素子L1は駆動電流IL1に応じた輝度で発光する(図19を参照)。トランジスタT1は飽和領域で動作するので、駆動電流IL1は次式(14)で与えられる。式(14)に含まれるトランジスタT1のゲインβは、次式(15)で与えられる。
  IL1=(β/2)×(Vgs-Vt)2
     =(β/2)×{Vref-Vm(i,j,P)-Vt}2
                            …(14)
  β=μ×(W/L)×Cox …(15)
 ただし、式(14)および式(15)において、Vt、μ、W、L、Coxは、それぞれ、トランジスタT1の閾値電圧、移動度、ゲート幅、ゲート長、および、単位面積あたりのゲート絶縁膜容量を表す。
 図20は、有機EL表示装置2における垂直同期期間内の信号の変化を示すタイミングチャートである。以下、画素回路PX(i,j)に関する処理について説明する。図20に示すように、走査信号Gjは5水平期間に亙ってハイレベルになり、各水平期間では以下の処理が行われる。時刻t41~t42(以下、第1プログラム期間B1という)では、第1階調値P1に対応したデータ電圧を書き込む処理が行われる。時刻t42~t43(以下、第1測定期間B2という)では、このときの駆動電流を測定する処理が行われる。時刻t43~t44(以下、第2プログラム期間B3という)では、第2階調値P2に対応したデータ電圧を書き込む処理が行われる。時刻t44~t45(以下、第2測定期間B4という)では、このときの駆動電流を測定する処理が行われる。時刻t45~t46(以下、第3プログラム期間B5という)では、階調値Pに対応したデータ電圧Vm(i,j,P)を書き込む処理が行われる。
 第1階調値P1と第2階調値P2は、映像データV0が取り得る階調値の範囲内で、P1<P2を満たすように決定される。例えば、映像データV0が取り得る階調値の範囲が0~255である場合、第1階調値P1は80に決定され、第2階調値P2は160に決定される。
 以下、第1階調値P1に対応したデータ電圧を第1測定用電圧Vm(i,j,P1)、第1測定用電圧Vm(i,j,P1)を書き込んだときの駆動電流を第1駆動電流Im(i,j,P1)、第2階調値P2に対応したデータ電圧を第2測定用電圧Vm(i,j,P2)、第2測定用電圧Vm(i,j,P2)を書き込んだときの駆動電流を第2駆動電流Im(i,j,P2)という。また、第1駆動電流Im(i,j,P1)に対応した測定データを第1測定データといい、同じ記号を用いてIm(i,j,P1)と表す。第2駆動電流Im(i,j,P2)に対応した測定データを第2測定データといい、同じ記号を用いてIm(i,j,P2)と表す。
 図20に示すように、時刻t41~t46において、走査信号Gjはハイレベルである。入出力制御信号DWTは、第1~第3プログラム期間B1、B3、B5ではハイレベルになり、第1および第2測定期間B2、B4ではローレベルになる。このため、第1~第3プログラム期間B1、B3、B5では、スイッチ43はオンし、オペアンプ41はバッファアンプとして機能する。第1および第2測定期間B2、B4では、スイッチ43はオフし、オペアンプ41とコンデンサ42は積分アンプとして機能する。
 時刻t41より前では、走査信号Gjはローレベルである。時刻t41より前の画素回路PX(i,j)の動作は、図17に示す時刻t31より前の動作と同じである。時刻t41において、走査信号Gjはハイレベルに変化する。これに伴い、トランジスタT2、T3はオンする。第1プログラム期間B1では、オペアンプ41の非反転入力端子には第1測定用電圧Vm(i,j,P1)が入力される。また、第1プログラム期間B1では、スイッチ43はオンし、オペアンプ41はバッファアンプとして機能する。このため、第1プログラム期間B1では、データ線Siには第1測定用電圧Vm(i,j,P1)が印加される。したがって、第1プログラム期間B1において、コンデンサC1は次式(16)に示す電圧Vgsに充電される。
  Vgs=Vref-Vm(i,j,P1) …(16)
 時刻t42において、入出力制御信号DWTはローレベルに変化する。これに伴い、スイッチ43はオフし、オペアンプ41とコンデンサ42は積分アンプとして機能する。第1測定期間B2でも、オペアンプ41の非反転入力端子には第1測定用電圧Vm(i,j,P1)が入力される。このため、オペアンプ41の反転入力端子の電圧も、仮想短絡によってVm(i,j,P1)となる。
 第1測定期間B2では、オン状態のトランジスタT3を経由する電流経路が形成される。第1階調値P1についても式(13)が成立するので、第1測定期間B2では有機EL素子L1に電流は流れない。したがって、トランジスタT1を通過した第1駆動電流Im(i,j,P1)は、データ線Siに流れる(図21を参照)。電圧出力/電流測定回路223は、画素回路PX(i,j)からデータ線Siに流れた第1駆動電流Im(i,j,P1)を測定し、その値を示す第1測定データIm(i,j,P1)を出力する。
 第2プログラム期間B3における画素回路PX(i,j)とデータ線駆動回路220の動作は、第1プログラム期間B1における動作と同様である。第2測定期間B4における画素回路PX(i,j)とデータ線駆動回路220の動作は、第1測定期間B2における動作と同様である。ただし、第2プログラム期間B3では画素回路PX(i,j)に第2測定用電圧Vm(i,j,P2)が書き込まれ、第2測定期間B4では第2駆動電流Im(i,j,P2)が測定され、その値を示す第2測定データIm(i,j,P2)が出力される。
 第3プログラム期間B5における画素回路PX(i,j)とデータ線駆動回路220の動作は、プログラム期間A1(図17)における動作と同様である。ただし、第3プログラム期間B5で書き込まれるデータ電圧Vm(i,j,P)は、第1測定期間B2で求めた第1測定データIm(i,j,P1)と第2測定期間B4で求めた第2測定データIm(i,j,P2)を用いて補正データを更新し、更新後の補正データを用いて閾値電圧補償とゲイン補償を行うことにより得られた電圧である。時刻t46において、走査信号Gjはローレベルに変化する。時刻t46より後の画素回路PX(i,j)の動作は、図17に示す時刻t32より後の動作と同じである。
 1垂直同期期間内にk本の走査線が順に選択され、選択された走査線について上記5個の処理(期間B1~B5における処理)が順に行われる。これにより、1垂直同期期間内に、k本の走査線に接続された(m×k)個の画素回路14について、第1測定データIm(i,j,P1)と第2測定データIm(i,j,P2)を求めることができる。したがって、(n/k)個のフレーム期間で、表示部13に含まれるすべての画素回路14について、第1測定データIm(i,j,P1)と第2測定データIm(i,j,P2)を求めることができる。例えば、表示部13がFHD(Full High Definition)方式の表示パネルに形成されている場合、走査線の総数は1125本であり、有効走査線数は1080本である。k=7とした場合、155(=1080/7)フレーム期間で、表示部13に含まれるすべての画素回路14について、第1測定データIm(i,j,P1)と第2測定データIm(i,j,P2)を求めることができる。
 図22は、有機EL表示装置2における補正処理を示すブロック図である。表示制御回路200は、DRAM230の記憶領域の一部をゲイン補正メモリ231として使用し、DRAM230の記憶領域の他の一部を閾値電圧補正メモリ232として使用する。ゲイン補正メモリ231は、画素回路14内の駆動トランジスタについてゲイン補償を行うためのデータ(以下、ゲイン補正データという)を記憶する。閾値電圧補正メモリ232は、画素回路14内の駆動トランジスタの閾値電圧に応じたデータ(以下、閾値電圧補正データという)を記憶する。より詳細には、閾値電圧補正メモリ232は、駆動トランジスタの閾値電圧の値を示すデータを記憶する。後述するように、閾値電圧補正データは、駆動電流(駆動トランジスタを通過した電流)を変換した電圧を用いて求められる。閾値電圧補正メモリ232は、駆動トランジスタの閾値電圧に応じたデータを画素回路ごとに記憶する記憶部として機能する。
 (m×n)個の画素回路14に対応して、ゲイン補正メモリ231は(m×n)個のゲイン補正データを記憶し、閾値電圧補正メモリ232は(m×n)個の閾値電圧補正データを記憶する。以下、画素回路PX(i,j)に対応したゲイン補正データをB2R(i,j)と表し、画素回路PX(i,j)に対応した閾値電圧補正データをVt(i,j)と表す。初期状態では、ゲイン補正データB2R(i,j)はすべて1に設定され、閾値電圧補正データVt(i,j)はすべて同じ値に設定される。
 表示制御回路200は、第1LUT(Look up Table )201、乗算器202、205、加算器203、減算器204、第2LUT206、および、CPU207を含んでいる。なお、CPU207に代えてロジック回路を用いてもよい。
 第1LUT201は、映像データV0の階調値と電圧値を対応づけて記憶している。映像データV0の階調値がPのとき、第1LUT201は階調値Pに対応した電圧値Vc(P)を出力する。乗算器202は、第1LUT201から出力された電圧値Vc(P)と、ゲイン補正メモリ231から読み出されたゲイン補正データB2R(i,j)とを乗算する。加算器203は、乗算器202の出力と閾値電圧補正メモリ232から読み出された閾値電圧補正データVt(i,j)とを加算する。減算器204の一方の入力には、基準電圧Vrefの値を示すデータが与えられる。減算器204は、基準電圧Vrefの値から加算器203の出力を減算する。乗算器205は、減算器204の出力に定数α(α>1)を乗算する。乗算器205の出力は、次式(17)で与えられる。
  Vm(i,j,P)
 =α{Vref-Vc(P)×B2R(i,j)-Vt(i,j)}
                            …(17)
 式(17)を式(14)に代入すると、次式(18)が導かれる。
  IL1=(β/2)×α×{Vc(P)×B2R(i,j)
                +Vt(i,j)-Vt}2   …(18)
 したがって、トランジスタT1の状態に応じてゲイン補正データB2R(i,j)と閾値電圧補正データVt(i,j)を変化させることにより、閾値電圧補償とゲイン補償の両方を画素回路14ごとに行うことができる。映像データVm(i,j,P)は、データ線駆動回路220に送信される。
 第1LUT201は、階調値Pに対して以下の変換を行う。有機EL素子L1が最大輝度で発光するときに有機EL素子を流れる電流をIwとし、そのときのトランジスタT1のゲート-ソース間電圧Vgsが次式(19)で与えられるとする。
  Vgs=Vw+Vth …(19)
 この場合、第1LUT201は、例えば次式(20)に示す変換を行う。
  Vc(P)=Vw×P1.1   …(20)
 式(20)に示す電圧Vc(P)を用いた場合、階調値Pに対応した駆動電流IL1(P)は次式(21)で与えられる。なお、B2R(i,j)=1、Vt(i,j)=Vtと仮定する。
  IL1(P)=(β/2)×Vw2×P2.2 …(21)
 したがって、駆動電流IL1は、階調値Pに対してγ=2.2の特性を有する。有機EL素子L1の発光輝度は駆動電流IL1に比例するので、有機EL素子L1の発光輝度も階調値Pに対してγ=2.2の特性を有する。
 トランジスタT1の出力電流が入力電圧に対して2乗特性になる理想的な場合には、式(21)が成立する。しかし、実際には、出力電流が小さい領域では、出力電流は2乗特性から外れる。そこで、第1LUT201は、式(20)に示す変換に代えて、階調値Pに応じて非線形に変化する値Vn(P)を用いて次式(22)に示す変換を行うことがより好ましい。これにより、第1LUT201における変換精度を向上させることができる。
  Vc(P)=Vw×Vn(P) …(22)
 第2LUT206は、第1階調値P1を次式(23)に示す第1理想特性データIO(P1)に変換し、第2階調値P2を次式(24)に示す第2理想特性データIO(P2)に変換する。
  IO(P1)=Iw×P12.2   …(23)
  IO(P2)=Iw×P22.2   …(24)
 CPU207は、データ線駆動回路220から第1測定データIm(i,j,P1)と第2測定データIm(i,j,P2)を受け取る。CPU207は、第1測定データIm(i,j,P1)を受け取ったときには、第1階調値P1に対応した第1理想特性データIO(P1)を第2LUT206から読み出し、第1理想特性データIO(P1)と第1測定データIm(i,j,P1)の比較結果に応じて、閾値電圧補正メモリ232に記憶された閾値電圧補正データVt(i,j)を更新する。CPU207は、次式(25)が成立する場合には閾値電圧補正データVt(i,j)にΔVを加算し、次式(26)が成立する場合には閾値電圧補正データVt(i,j)からΔVを減算し、次式(27)が成立する場合には閾値電圧補正データVt(i,j)を更新しない。なお、ΔVは予め定めた固定値である。
  IO(P1)-Im(i,j,P1)>0 …(25)
  IO(P1)-Im(i,j,P1)<0 …(26)
  IO(P1)-Im(i,j,P1)=0 …(27)
 CPU207は、第2測定データIm(i,j,P2)を受け取ったときには、第2階調値P2に対応した第2理想特性データIO(P2)を第2LUT206から読み出し、第2理想特性データIO(P2)と第2測定データIm(i,j,P2)の比較結果に応じて、ゲイン補正メモリ231に記憶されたゲイン補正データB2R(i,j)を更新する。CPU207は、次式(28)が成立する場合にはゲイン補正データB2R(i,j)にΔBを加算し、次式(29)が成立する場合にはゲイン補正データB2R(i,j)からΔBを減算し、次式(30)が成立する場合にはゲイン補正データB2R(i,j)を更新しない。なお、ΔBは予め定めた固定値である。
  IO(P2)-Im(i,j,P2)>0 …(28)
  IO(P2)-Im(i,j,P2)<0 …(29)
  IO(P2)-Im(i,j,P2)=0 …(30)
 第1測定用電圧Vm(i,j,P1)をトランジスタT1のゲート端子に印加したとき、トランジスタT1のゲート-ソース間電圧Vgsは比較的小さい。このため、第1測定データIm(i,j,P1)は、閾値電圧Vtのずれに応じて大きく変動する。一方、第2測定用電圧Vm(i,j,P2)をトランジスタT1のゲート端子に印加したとき、トランジスタT1のゲート-ソース間電圧Vgsは比較的大きい。このため、第2測定データIm(i,j,P2)は、閾値電圧Vtのずれに応じて変動しにくい一方で、ゲインβのずれによって大きく変動する。このため、有機EL表示装置2では、閾値電圧補正データVt(i,j)を更新するか否かの判断基準として第1測定データIm(i,j,P1)が使用され、ゲイン補正データB2R(i,j)を更新するか否かの判断基準として第2測定データIm(i,j,P2)が使用される。
 図23は、走査線駆動回路210の回路図である。走査線駆動回路210は、2個のシフトレジスタ211、212、および、セレクタ部213を含んでいる。シフトレジスタ211は、n個のDフリップフロップとn個のAND回路を含んでいる。n個のDフリップフロップは直列に接続され、初段のDフリップフロップのD端子には第1スタートパルスSPVが入力される。シフトレジスタ211は、1水平期間を周期とする第1クロックHCKに従い動作する。AND回路は、シフトレジスタ211の各段の出力と第1イネーブル信号DOEの論理積を出力する。シフトレジスタ211は、映像信号期間における走査信号を生成する。
 シフトレジスタ212は、n個のDフリップフロップとn個のAND回路を含んでいる。n個のDフリップフロップは直列に接続され、初段のDフリップフロップのD端子には第2スタートパルスSPMが入力される。シフトレジスタ212は、5水平期間を周期とする第2クロックH5CKに従い動作する。AND回路は、シフトレジスタ212の各段の出力と第2イネーブル信号MOEの論理積を出力する。シフトレジスタ212は、垂直同期期間における走査信号を生成する。
 セレクタ部213は、n個のセレクタを含んでいる。セレクタは、セレクタ制御信号MS_IMがローレベルのときにはシフトレジスタ211の出力を選択し、セレクタ制御信号MS_IMがハイレベルのときにはシフトレジスタ212の出力を選択する。したがって、セレクタ部213は、映像信号期間ではシフトレジスタ211の出力を選択し、垂直同期期間ではシフトレジスタ212の出力を選択する。セレクタ部213の出力は、走査線G1~Gnに与えられる。
 図24は、走査線駆動回路210のタイミングチャートである。図24において、QA1~QAnはシフトレジスタ211に含まれるn個のDフリップフロップの出力を表し、QB1~QBnはシフトレジスタ212に含まれるn個のDフリップフロップの出力を表す。第1クロックHCKは、映像信号期間において1水平期間につき1回ハイレベルになる。第2クロックH5CKは、垂直同期期間において5水平期間につき1回、全部でk回ハイレベルになる。第1イネーブル信号DOEは、映像信号期間では第1クロックHCKと逆のレベルになり、垂直同期期間では常にローレベルになる。第2イネーブル信号MOEは、映像信号期間では常にローレベルになり、垂直同期期間では、第2クロックH5CKの1個目のパルスの立ち下がりでハイレベルに変化し、第2クロックH5CKのk個目のパルスの立ち下がり時から5水平期間後にローレベルに変化する。
 このようにして有機EL表示装置2は、駆動トランジスタの閾値電圧補償とゲイン補償の両方を画素回路14ごとに行う。
 本実施形態に係る有機EL表示装置2では、閾値電圧補正メモリ232から読み出した閾値電圧補正データVt(i,j)を用いて補正された映像データVm(i,j,P)は、乗算器205を用いてα倍(α>1)に増幅される。したがって、本実施形態に係る有機EL表示装置2によれば、寄生容量によって閾値電圧補償の効果が減少する場合でも、効果の減少分を補償して駆動トランジスタT1の閾値電圧補償を高い精度で行うことができる。
 以上に示すように、本実施形態に係る有機EL表示装置2は、駆動トランジスタT1の閾値電圧に応じたデータ(閾値電圧補正データVt(i,j))を画素回路14ごとに記憶する記憶部(閾値電圧補正メモリ232)を備えている。データ線駆動回路220は、電流検出時(第1および第2測定期間B2、B4)に、駆動トランジスタT1の制御端子(ゲート端子)と第1導通端子(ソース端子)との間に検出用電圧(第1および第2測定用電圧Vm(i,j,P1)、Vm(i,j,P2))に応じた電圧(例えば、式(16)に示す電圧Vgs)を与え、駆動トランジスタT1を通過して画素回路11の外部に出力された駆動電流を第1電圧(オペアンプ41の出力電圧)に変換し、電圧書き込み時(プログラム期間)に、駆動トランジスタT1の制御端子と第1導通端子との間に映像データV0と駆動トランジスタT1の閾値電圧Vtとに応じた第2電圧(式(12)に示す電圧Vgs)を与える。なお、式(12)の右辺に現れるデータ電圧Vm(i,j,P)は、駆動トランジスタT1の閾値電圧補償を行った後の電圧である。第2電圧は、第1電圧を用いて求めた駆動トランジスタT1の閾値電圧を用いて補正された映像データを増幅した結果Vm(i,j,P)に基づくものである。表示制御回路200は、記憶部に記憶されたデータを第1電圧に基づき更新し、記憶部から読み出したデータを用いて映像データを補正し、補正後の映像データに定数αを乗算することによりデータ線駆動回路220の出力電圧のレベルを求める。
 このように本実施形態に係る有機EL表示装置2では、画素回路14の外部に出力された駆動電流は第1電圧に変換され、電圧書き込み時に駆動トランジスタには第1電圧を用いて求めた駆動トランジスタの閾値電圧を用いて補正された映像データを増幅した結果に基づく第2電圧が与えられる。したがって、寄生容量によって閾値電圧補償の効果が減少する場合でも、効果の減少分を補償して駆動トランジスタT1の閾値電圧補償を高い精度で行うことができる。
 また、表示制御回路200は、増幅後データを用いて駆動トランジスタの閾値電圧とゲインを補償する補正処理(図22に示す処理)を映像データV0に対して行う。したがって、画素回路14ごとに駆動トランジスタT1の閾値電圧とゲインを補償することにより、表示画像の画質を向上させることができる。
 なお、第4の実施形態に係る有機EL表示装置2の変形例として、閾値電圧補正データを記憶する閾値電圧補正メモリを備え、駆動トランジスタの閾値電圧補償だけを行う有機EL表示装置が考えられる。この変形例に係る有機EL表示装置によれば、画素回路ごとに駆動トランジスタの閾値電圧を補償することにより、表示画像の画質を向上させることができる。
 (第5の実施形態)
 図25は、本発明の第5の実施形態に係る有機EL表示装置の構成を示すブロック図である。図25に示す有機EL表示装置3は、表示部15、表示制御回路200、走査線駆動回路210、データ線駆動回路320、DRAM230、および、フラッシュメモリ240を備えている。
 表示部15は、n本の走査線G1~Gn、m本のデータ線S1~Sm、m本のモニタ線M1~Mm、および、(m×n)個の画素回路16を含んでいる。データ線S1~Sm、走査線G1~Gn、および、(m×n)個の画素回路16は、第1の実施形態に係る表示部10と同様に配置される。モニタ線M1~Mmは、データ線S1~Smと平行に配置される。画素回路16にハイレベル電源電圧ELVDDとローレベル電源電圧ELVSSを供給するために、表示部15にはハイレベル電源線とローレベル電源線(いずれも図示せず)が設けられる。
 図26は、データ線駆動回路320の詳細を示すブロック図である。データ線駆動回路320は、インターフェイス回路121(図示せず)、駆動信号生成回路122、および、m個の電圧出力/電流測定回路223を含んでいる。データ線駆動回路320は、データ線S1~Smを駆動すると共に、画素回路16からモニタ線M1~Mmに流れた駆動電流を検出する。
 各電圧出力/電流測定回路223は、モニタ線M1~Mmのいずれかに接続される。入出力制御信号DWTがハイレベルのときには、電圧出力/電流測定回路223は、対応するモニタ線Miに対して、電源回路(図示せず)から供給された基準電圧Vrefを印加する。入出力制御信号DWTがローレベルのときには、電圧出力/電流測定回路223は、画素回路PX(i,j)からモニタ線Miに流れた駆動電流を測定し、測定結果を示す測定データMDを出力する。
 図27は、画素回路16と電圧出力/電流測定回路223の回路図である。図27には、画素回路PX(i,j)、データ線Siに対応したD/A変換器127、および、モニタ線Miに対応した電圧出力/電流測定回路223が記載されている。
 画素回路16は、有機EL素子L1、3個のトランジスタT11~T13、および、コンデンサC1を含んでいる。トランジスタT11~T13は、いずれもnチャネル型である。トランジスタT11~T13は、例えば、半導体層が酸化インジウムガリウム亜鉛などの酸化物半導体を含むTFTである。トランジスタT11~T13は、それぞれ、駆動トランジスタ、入力トランジスタおよび出力トランジスタとして機能し、コンデンサC1は容量素子として機能する。
 トランジスタT11は、有機EL素子L1と直列に接続され、ハイレベル電源電圧ELVDDを供給するハイレベル電源線とローレベル電源電圧ELVSSを供給するローレベル電源線との間に設けられる。トランジスタT11のドレイン端子はハイレベル電源線に接続され、トランジスタT11のソース端子は有機EL素子L1のアノード端子に接続される。有機EL素子L1のカソード端子は、ローレベル電源線に接続される。トランジスタT12は、データ線SiとトランジスタT11のゲート端子との間に設けられる。トランジスタT13は、モニタ線MiとトランジスタT11のソース端子との間に設けられる。トランジスタT12、T13のゲート端子は、走査線Gjに接続される。コンデンサC1は、トランジスタT1のゲート端子とソース端子との間に設けられる。
 電圧出力/電流測定回路223は、第4の実施形態とは異なる態様に接続される。本実施形態では、オペアンプ41の反転入力端子はモニタ線Miに接続され、オペアンプ41の非反転入力端子には基準電圧Vrefが固定的に与えられる。減算器45の一方の端子には、基準電圧Vrefに対応したデジタル値Vref_dが固定的に与えられる。減算器45は、A/D変換器44から出力されたデジタル値からデジタル値Vref_dを減算する。なお、基準電圧Vrefがゼロの場合には、減算器45を削除してもよい。
 入出力制御信号DWTがハイレベルのときには、スイッチ43はオンする。このときオペアンプ41は、バッファアンプとして機能し、基準電圧Vrefを低出力インピーダンスでモニタ線Miに与える。入出力制御信号DWTがローレベルのときには、スイッチ43はオフし、オペアンプ41とコンデンサ42は積分アンプとして機能する。このとき除算器46の出力は、トランジスタT11を通過してモニタ線Miに流れる駆動電流の値を示すIm(i,j,P)となる。
 画素回路16と電圧出力/電流測定回路223は、第4の実施形態と同じタイミングで動作する(図16、図17および図20を参照)。入出力制御信号DWTと走査信号G1~Gnは、図16に示すタイミングで変化する。映像信号期間(図17)では、入出力制御信号DWTは常にハイレベルであるので、電圧出力/電流測定回路223はモニタ線Miに基準電圧Vrefを与える。プログラム期間A1では、走査信号Gjはハイレベルになり、データ線Siには電圧Vm(i,j,P)が印加される。このため、プログラム期間A1では、トランジスタT12、T13はオンし、コンデンサC1は電圧{Vm(i,j,P)-Vref}に充電される。プログラム期間A1が終了し、走査信号Gjがローレベルになると、トランジスタT12、T13はオフし、コンデンサC1には電圧{Vm(i,j,P)-Vref}が保持される。これ以降、有機EL素子L1は、コンデンサC1に保持された電圧に応じた輝度で発光する。
 垂直同期期間(図20)では、走査信号Gjは5水平期間に亙ってハイレベルになり、入出力制御信号DWTは第1~第3プログラム期間B1、B3、B5ではハイレベルになり、第1および第2測定期間B2、B4ではローレベルになる。このため、第1~第3プログラム期間B1、B3、B5ではオペアンプ41はバッファアンプとして機能し、第1および第2測定期間B2、B4ではオペアンプ41とコンデンサ42は積分アンプとして機能する。第1プログラム期間B1では、第1階調値P1に対応したデータ電圧Vm(i,j,P1)がデータ線Siに印加され、コンデンサC1は電圧{Vm(i,j,P1)-Vref}に充電される。第1測定期間B2では、トランジスタT11を通過した駆動電流は、モニタ線Miに流れる。電圧出力/電流測定回路223は、画素回路PX(i,j)からモニタ線Miに流れた駆動電流を測定し、その値を示す第1測定データIm(i,j,P1)を出力する。第2および第3プログラム期間B3、B5では第1プログラム期間B1と同様の処理が行われ、第2測定期間B4では第1測定期間B2と同様の処理が行われる。表示制御回路200は、第4の実施形態と同様に、図22に示す補正処理を行う。
 以上に示すように、本実施形態に係る有機EL表示装置3では、画素回路16は、電気光学素子(有機EL素子L1)と、電気光学素子と直列に設けられた駆動トランジスタT11とを含んでいる。データ線駆動回路320は、第4の実施形態と同様に動作する。表示部15は複数のモニタ線M1~Mmを含み、データ線駆動回路320は、電流検出時(第1および第2測定期間B2、B4)に、データ線Siに検出用電圧(第1および第2測定用電圧Vm(i,j,P1)、Vm(i,j,P2))を与え、画素回路16からモニタ線Miに流れた駆動電流を検出する。したがって、データ線S1~Smとは別にモニタ線M1~Mmを有する表示装置において、データ線Siに検出用電圧を与えたときにモニタ線Miに流れる駆動電流を検出することができる。
 また、画素回路16は、データ線Siと駆動トランジスタT11の制御端子(ゲート端子)との間に設けられ、走査線Giに接続された制御端子(ゲート端子)を有する入力トランジスタT12と、モニタ線Miと駆動トランジスタT1の第1導通端子(ソース端子)との間に設けられ、走査線に接続された制御端子を有する出力トランジスタT13と、駆動トランジスタT11の制御端子と第1導通端子との間に設けられた容量素子(コンデンサC1)とをさらに含んでいる。したがって、駆動トランジスタT11の制御端子と第1導通端子との間に容量素子を有し、駆動トランジスタT11の制御端子にデータ線Siの電圧を印加して使用する画素回路16について、駆動トランジスタT11の閾値電圧補償を高い精度で行うことができる。
 なお、以上の説明では表示部10は画素回路11(図3)を含み、表示部13は画素回路14(図15)を含み、表示部15は画素回路16(図27)を含むこととしたが、本発明の有機EL表示装置の表示部は他の画素回路を含んでいてもよい。例えば、表示部は、発光制御線を含まず、図28に示す画素回路を(m×n)個含んでいてもよい。図28に示す画素回路17aは、画素回路11からトランジスタT4を削除したものである。画素回路17aでは、トランジスタT1のソース端子は有機EL素子L1のアノード端子に接続される。
 あるいは、表示部は、n本の発光制御線E1~Enと共に、図29~図33に示す画素回路を(m×n)個含んでいてもよい。図29に示す画素回路17bは、画素回路11においてトランジスタT4の位置を変更したものである。画素回路17bでは、トランジスタT4のドレイン端子はハイレベル電源線に接続され、トランジスタT4のソース端子はトランジスタT1のドレイン端子に接続され、トランジスタT4のゲート端子は発光制御線Ejに接続される。
 図30および図31に示す画素回路18a、18bは、画素回路14にnチャネル型のトランジスタT4を追加したものである。画素回路18aでは、トランジスタT4のドレイン端子はハイレベル電源線に接続され、トランジスタT4のソース端子はトランジスタT1のドレイン端子に接続され、トランジスタT4のゲート端子は発光制御線Ejに接続される。画素回路18bでは、トランジスタT4のドレイン端子はトランジスタT1のソース端子に接続され、トランジスタT4のソース端子は有機EL素子L1のアノード端子に接続され、トランジスタT4のゲート端子は発光制御線Ejに接続される。
 図32および図33に示す画素回路19a、19bは、画素回路16にnチャネル型のトランジスタT14を追加したものである。画素回路19aでは、トランジスタT14のドレイン端子はハイレベル電源線に接続され、トランジスタT14のソース端子はトランジスタT11のドレイン端子に接続され、トランジスタT14のゲート端子は発光制御線Ejに接続される。画素回路19bでは、トランジスタT14のドレイン端子はトランジスタT11のソース端子に接続され、トランジスタT14のソース端子は有機EL素子L1のアノード端子に接続され、トランジスタT14のゲート端子は発光制御線Ejに接続される。
 有機EL素子L1の発光期間では、発光制御線Ej上の信号はハイレベルに制御され、トランジスタT4、T14はオンする。有機EL素子L1の非発光期間では、発光制御線Ej上の信号はローレベルに制御され、トランジスタT4、T14はオフする。このように画素回路17b、18a、18b、19a、19bは、電気光学素子(有機EL素子L1)および駆動トランジスタT1(またはT11)と直列に設けられ、発光制御線Ejに接続された制御端子(ゲート端子)を有する発光制御トランジスタT4(またはT14)を含んでいる。発光制御トランジスタを含む画素回路を備えた有機EL表示装置によれば、発光制御トランジスタを制御して電気光学素子に不要な電流が流れることを防止することにより、駆動電流を高い精度で検出することができる。
 また、各実施形態に述べた特徴をその性質に反しない限りに任意に組み合わせて、各種の有機EL表示装置を構成することができる。例えば、第1および第2の実施形態に係る有機EL表示装置は、画素回路11以外の画素回路(例えば、画素回路12、14、16、17b、17b、18a、18b、19a、19b)を備えていてもよい。第4および第5の実施形態に係る有機EL表示装置は、画素回路14、16以外の画素回路(例えば、画素回路11、12、17b、17b、18a、18b、19a、19b)を備えていてもよい。また、画素回路12以外の画素回路にコンデンサC2を設けてもよい。
 以下、酸化物TFTに含まれる酸化物半導体層について説明する。酸化物半導体層は、例えば、In-Ga-Zn-O系の半導体層である。酸化物半導体層は、例えばIn-Ga-Zn-O系の半導体を含む。In-Ga-Zn-O系半導体は、In(インジウム)、Ga(ガリウム)、Zn(亜鉛)の三元系酸化物である。In、GaおよびZnの割合(組成比)は、特に限定されず、例えばIn:Ga:Zn=2:2:1、In:Ga:Zn=1:1:1、In:Ga:Zn=1:1:2などでもよい。
 In-Ga-Zn-O系半導体層を有するTFTは、高い移動度(アモルファスシリコンTFTに比べて20倍を超える)と低いリーク電流(アモルファスシリコンTFTに比べて100分の1未満)を有するので、画素回路内の駆動TFTおよびスイッチングTFTとして好適に用いられる。In-Ga-Zn-O系半導体層を有するTFTを用いれば、表示装置の消費電力を大幅に削減することができる。
 In-Ga-Zn-O系半導体は、アモルファスでもよく、結晶質部分を含み、結晶性を有していてもよい。結晶質In-Ga-Zn-O系半導体としては、c軸が層面に概ね垂直に配向した結晶質In-Ga-Zn-O系半導体が好ましい。このようなIn-Ga-Zn-O系半導体の結晶構造は、例えば日本国特開2012-134475号公報に開示されている。
 酸化物半導体層は、In-Ga-Zn-O系半導体に代えて、他の酸化物半導体を含んでいてもよい。例えばZn-O系半導体(ZnO)、In-Zn-O系半導体(IZO(登録商標))、Zn-Ti-O系半導体(ZTO)、Cd-Ge-O系半導体、Cd-Pb-O系半導体、CdO(酸化カドニウム)、Mg-Zn-O系半導体、In―Sn―Zn―O系半導体(例えばIn2 O3 -SnO2 -ZnO)、In-Ga-Sn-O系半導体などを含んでいてもよい。
 以上に述べたように、本発明の表示装置によれば、駆動トランジスタを流れる駆動電流を第1電圧に変換し、電圧書き込み時には、駆動トランジスタの制御端子と第1の導通端子との間に第1電圧を増幅した電圧(または、第1電圧を用いて求めた駆動トランジスタの閾値電圧に応じたデータ)に基づく補正電圧が与えられる。したがって、駆動トランジスタのゲインと電流検出回路のゲインに差がある場合や、信号線に付随する寄生容量によって閾値電圧補償の効果が減少する場合でも、駆動トランジスタの閾値電圧補償を高い精度で行うことができる。
 本発明の表示装置は、駆動トランジスタの閾値電圧補償を高い精度で行えるという特徴を有するので、有機EL表示装置など、電気光学素子を含む画素回路を備えた各種のアクティブマトリクス型の表示装置に利用することができる。
 1~3…有機EL表示装置
 10、13、15…表示部
 11、12、14、16~19…画素回路
 100、200…表示制御回路
 110、210…走査線駆動回路
 120、130、220、320…データ線駆動回路
 123、143…検出/補正出力回路
 205…乗算器
 223…電圧出力/電流測定回路
 232…閾値電圧補正メモリ
 L1…有機EL素子
 T1~T4、T11~T14、21~28…トランジスタ
 C1~C2、31~33、42…コンデンサ
 Cp1~Cp2…寄生容量
 20、41…オペアンプ
 34~35…抵抗素子
 36…非反転増幅回路
 43…スイッチ

Claims (17)

  1.  アクティブマトリクス型の表示装置であって、
     複数の走査線、複数のデータ線、および、前記走査線と前記データ線の交点に対応して設けられた複数の画素回路を含む表示部と、
     前記走査線を駆動する走査線駆動回路と、
     前記データ線を駆動するデータ線駆動回路と、
     表示制御回路とを備え、
     前記画素回路は、電気光学素子と、前記電気光学素子と直列に設けられた駆動トランジスタとを含み、
     前記データ線駆動回路は、電流検出時に、前記駆動トランジスタの制御端子と第1導通端子との間に検出用電圧に応じた電圧を与え、前記駆動トランジスタを通過して前記画素回路の外部に出力された駆動電流を第1電圧に変換し、電圧書き込み時に、前記駆動トランジスタの制御端子と第1導通端子との間に映像データと前記駆動トランジスタの閾値電圧とに応じた第2電圧を与え、
     前記第2電圧は、前記第1電圧を増幅した電圧、および、前記第1電圧を用いて求めた前記駆動トランジスタの閾値電圧を用いて補正された映像データを増幅した結果のいずれかに基づくことを特徴とする、表示装置。
  2.  前記データ線駆動回路は、前記第1電圧を増幅する増幅部と、前記増幅部の出力電圧に応じた電圧を保持する補償用容量素子とを含み、前記補償用容量素子に保持された電圧を用いて前記駆動トランジスタの制御端子と第1導通端子との間に前記第2電圧を与えることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  3.  前記データ線駆動回路は、前記第1電圧に応じた電圧を保持する補償用容量素子と、前記補償用容量素子に保持された電圧に応じた電圧を増幅する増幅部とを含み、前記増幅部の出力電圧を用いて前記駆動トランジスタの制御端子と第1導通端子との間に前記第2電圧を与えることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  4.  前記増幅部は、直列接続された複数の抵抗素子で構成された増幅回路を含むことを特徴とする、請求項2に記載の表示装置。
  5.  前記増幅部は、非反転増幅回路を含むことを特徴とする、請求項2または3に記載の表示装置。
  6.  前記駆動トランジスタの閾値電圧に応じたデータを前記画素回路ごとに記憶する記憶部をさらに備え、
     前記表示制御回路は、前記記憶部に記憶されたデータを前記第1電圧に基づき更新し、前記記憶部から読み出したデータを用いて前記映像データを補正し、補正後の映像データに定数を乗算することにより前記データ線駆動回路の出力電圧のレベルを求めることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  7.  前記表示制御回路は、前記駆動トランジスタの閾値電圧とゲインを補償する補正処理を前記映像データに対して行うことを特徴とする、請求項6に記載の表示装置。
  8.  前記表示制御回路は、前記駆動トランジスタの閾値電圧を補償する補正処理を前記映像データに対して行うことを特徴とする、請求項6に記載の表示装置。
  9.  前記データ線駆動回路は、電流検出時に、前記データ線に前記検出用電圧を与え、前記画素回路から前記データ線に流れた駆動電流を検出することを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  10.  前記画素回路は、
      固定電圧を供給する配線と前記駆動トランジスタの制御端子との間に設けられ、前記走査線に接続された制御端子を有する電圧印加トランジスタと、
      前記データ線と前記駆動トランジスタの第1導通端子との間に設けられ、前記走査線に接続された制御端子を有する入出力トランジスタと、
      前記駆動トランジスタの制御端子と第1導通端子との間に設けられた容量素子とをさらに含むことを特徴とする、請求項9に記載の表示装置。
  11.  前記表示部は複数のモニタ線をさらに含み、
     前記データ線駆動回路は、電流検出時に、前記データ線に前記検出用電圧を与え、前記画素回路から前記モニタ線に流れた駆動電流を検出することを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  12.  前記画素回路は、
      前記データ線と前記駆動トランジスタの制御端子との間に設けられ、前記走査線に接続された制御端子を有する入力トランジスタと、
      前記モニタ線と前記駆動トランジスタの第1導通端子との間に設けられ、前記走査線に接続された制御端子を有する出力トランジスタと、
      前記駆動トランジスタの制御端子と第1導通端子との間に設けられた容量素子とをさらに含むことを特徴とする、請求項11に記載の表示装置。
  13.  前記走査線は1以上のブロックに分割され、
     前記走査線駆動回路は、各ブロックについて、第1期間ではブロック内の全部または一部の走査線を一括して選択し、第2期間ではブロック内の全部の走査線を順に選択し、
     前記データ線駆動回路は、各ブロックについて、第1期間では前記画素回路の外部に出力された駆動電流を前記第1電圧に変換し、第2期間では前記映像データに応じた電圧と前記第1電圧とに基づく電圧を前記データ線に印加することを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  14.  前記駆動トランジスタは、半導体層が酸化物半導体で形成された薄膜トランジスタであることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  15.  前記酸化物半導体は、酸化インジウムガリウム亜鉛であることを特徴とする、請求項14に記載の表示装置。
  16.  前記酸化インジウムガリウム亜鉛が結晶性を有することを特徴とする、請求項15に記載の表示装置。
  17.  複数の走査線、複数のデータ線、および、前記走査線と前記データ線の交点に対応して設けられた複数の画素回路を含む表示部を有するアクティブマトリクス型の表示装置の駆動方法であって、
     前記画素回路が、電気光学素子と、前記電気光学素子と直列に設けられた駆動トランジスタとを含む場合に、
     前記走査線と前記データ線とを駆動することにより、前記駆動トランジスタの制御端子と第1導通端子との間に検出用電圧に応じた電圧を与えるステップと、
     前記駆動トランジスタを通過して前記画素回路の外部に出力された駆動電流を第1電圧に変換するステップと、
     前記走査線と前記データ線とを駆動することにより、前記駆動トランジスタの制御端子と第1導通端子との間に映像データと前記駆動トランジスタの閾値電圧とに応じた第2電圧を与えるステップとを備え、
     前記第2電圧は、前記第1電圧を増幅した電圧、および、前記第1電圧を用いて求めた前記駆動トランジスタの閾値電圧を用いて補正された映像データを増幅した結果のいずれかに基づくことを特徴とする、表示装置の駆動方法。
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